Ácido Α-cetoglutárico
ácido α-cetoglutárico (ácido 2-oxoglutárico) é um dos dois derivados cetônicos do ácido glutárico. O termo "ácido cetoglutárico" quando não qualificado, quase sempre se refere à variante alfa. O ácido β-cetoglutárico varia apenas pela posição do grupo funcional da cetona e é muito menos comum.
Seu carboxilato, α-cetoglutarato (também chamado 2-oxoglutarato), é um importante composto biológico. É o cetoácido produzido pela desaminação do glutamato e é um intermediário no ciclo de Krebs.
Funções
Alanina transaminase
A enzima alanina transaminase converte α-cetoglutarato e L-alanina em L-glutamato e piruvato, respectivamente, como um processo reversível.
Ciclo de Krebs
O α-cetoglutarato é um intermediário chave no ciclo de Krebs, vindo depois do isocitrato e antes do succinil CoA. As reações anapleróticas podem recompor o ciclo nessa conjuntura pela síntese de α-cetoglutarato a partir da transaminação do glutamato ou pela ação da glutamato desidrogenase sobre o glutamato.
Formação de aminoácidos
A glutamina é sintetizada a partir do glutamato pela glutamina sintetase, que utiliza adenosina trifosfato para formar o glutamil fosfato; este intermediário é atacado pela amônia como um nucleófilo dando glutamina e fosfato inorgânico. Prolina, arginina e lisina (em alguns organismos) também são outros aminoácidos sintetizados. Esses três aminoácidos derivam do glutamato com a adição de outras etapas ou enzimas para facilitar as reações.
Transportador de nitrogênio
Outra função é combinar com o nitrogênio liberado nas células, evitando assim a sobrecarga de nitrogênio.
O α-cetoglutarato é um dos mais importantes transportadores de nitrogênio nas vias metabólicas. Os grupos amino dos aminoácidos são ligados a ele (por transaminação) e levados para o fígado onde ocorre o ciclo da uréia.
O α-cetoglutarato é transaminado, junto com a glutamina, para formar o neurotransmissor excitatório glutamato. O glutamato pode então ser descarboxilado (requerendo vitamina B6) no neurotransmissor inibitório ácido gama-aminobutírico.
É relatado que altos níveis de amônia e/ou nitrogênio podem ocorrer com alta ingestão de proteínas, exposição excessiva ao alumínio, síndrome de Reye, cirrose e distúrbio do ciclo da ureia.
Desempenha um papel na desintoxicação da amônia no cérebro.
Relação com o oxigênio molecular
Atuando como um co-substrato para a hidroxilase dependente de α-cetoglutarato, também desempenha função importante em reações de oxidação envolvendo oxigênio molecular.
O oxigênio molecular (O2) oxida diretamente muitos compostos para produzir produtos úteis em um organismo, como antibióticos, em reações catalisadas por oxigenases. Em muitas oxigenases, o α-cetoglutarato auxilia a reação ao ser oxidado com o substrato principal. EGLN1, uma das oxigenases dependentes de α-cetoglutarato, é um sensor O2, informando ao organismo o nível de oxigênio em seu ambiente.
Em combinação com o oxigênio molecular, o alfa-cetoglutarato é um dos requisitos para a hidroxilação da prolina em hidroxiprolina na produção de muitos colágenos.
Antioxidante
O α-cetoglutarato, que é liberado por vários tipos de células, diminui os níveis de peróxido de hidrogênio, e o α-cetoglutarato foi depletado e convertido em succinato no meio de cultura celular.
Suplementação
Longevidade
Estudos relacionaram o α-cetoglutarato com o aumento da expectativa de vida em vermes nematóides e aumento do tempo de vida/saúde em camundongos.
Regulação imunológica
Um estudo mostrou que em condições de privação de glutamina, o α-cetoglutarato promove a diferenciação de células T CD4+ virgens em TH1 enquanto inibe sua diferenciação em células Treg anti-inflamatórias.
Cofator de enzima
O α-cetoglutarato demonstrou ser um cofator para desmetilases que contêm o domínio Jumonji C (JmjC).
Produção
O α-cetoglutarato pode ser produzido por:
- Decarboxilação oxidativa de isocitrato por desidrogenase isocitrate
- Deaminação oxidativa de glutamato por glutamato deidrogenase
- Do ácido galacturônico pelo organismo Agrobacterium tumefaciens
O alfa-cetoglutarato pode ser usado para produzir:
- Quetoglutarato de creatina-alfa
Mapa de percurso interativo
Clique nos genes, proteínas e metabólitos abaixo para acessar os respectivos artigos.
- ^ O mapa interativo do caminho pode ser editado no WikiPathways: «TCACycle_WP78» (em inglês).
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