N-óxido de trimetilamina
El N-óxido de trimetilamina (TMAO) es un compuesto orgánico con la fórmula (CH3)3NO. Pertenece a la clase de óxidos de amina. Aunque se conoce el compuesto anhidro, el N-óxido de trimetilamina se encuentra generalmente como dihidrato. Tanto los materiales anhidros como los hidratados son sólidos blancos solubles en agua.
El TMAO se encuentra en los tejidos de los crustáceos y peces marinos, donde evita que la presión del agua deforme las proteínas y, por lo tanto, mate al animal. La concentración de TMAO aumenta con la profundidad a la que vive el animal; el TMAO se encuentra en altas concentraciones en la especie de pez descrita que vive a mayor profundidad, Pseudoliparis swirei, que se encontró en la Fosa de las Marianas, a una profundidad registrada de 8.076 m (26.496 pies).
En los animales, el TMAO es un producto de la oxidación de la trimetilamina, un metabolito común de los compuestos de amonio cuaternario trimetilado, como la colina, la trimetilglicina y la L-carnitina. Las altas concentraciones de TMAO se asocian con un mayor riesgo de mortalidad por todas las causas y de enfermedad cardiovascular.
Animales marinos
El N-óxido de trimetilamina es un osmolito que se encuentra en moluscos, crustáceos y todos los peces marinos y peces óseos. Es un estabilizador de proteínas que sirve para contrarrestar los efectos desestabilizadores de las proteínas de la presión. En general, los cuerpos de los animales que viven a grandes profundidades están adaptados a entornos de alta presión al tener biomoléculas resistentes a la presión y pequeñas moléculas orgánicas presentes en sus células, conocidas como piezolitos, de los cuales el TMAO es el más abundante. Estos piezolitos le dan a las proteínas la flexibilidad que necesitan para funcionar correctamente bajo gran presión.
El TMAO se descompone en trimetilamina (TMA), que es el principal olor característico de los mariscos en descomposición.
TMAO en dieta
Los niveles de TMAO aumentan con el consumo de proteínas animales, como huevos, carnes rojas, mariscos y el consumo total de pescado. Las dietas basadas en plantas, como la vegana, la vegetariana y la mediterránea, reducen los niveles de TMAO.
Química
El TMAO se puede sintetizar a partir de TMA mediante tratamiento con peróxido de hidrógeno:
El dihidrato se deshidrata mediante destilación azeotrópica a partir de dimetilformamida.
Aplicaciones de laboratorio
El óxido de trimetilamina se utiliza en experimentos de plegamiento de proteínas para contrarrestar los efectos de desdoblamiento de la urea.
En la reacción de química organometálica de abstracción nucleofílica, Me3NO se emplea como agente de descarbonilación según la siguiente estequiometría:
- M(CO)n + Me3NO + L → M(CO)n−1L + Me3N + CO2
Esta reacción se utiliza para descomplejar ligandos orgánicos de metales, por ejemplo, de (dieno)Fe(CO)3.
Se utiliza en ciertas reacciones de oxidación, por ejemplo, la conversión de yoduros de alquilo en el aldehído correspondiente.
Efectos sobre la estabilidad de las proteínas
Se ha descubierto que los efectos del TMAO sobre la cadena principal y los residuos cargados de los péptidos estabilizan las conformaciones compactas, mientras que los efectos del TMAO sobre los residuos no polares provocan la hinchazón de los péptidos. Esto sugiere que existen mecanismos competitivos del TMAO sobre las proteínas, lo que explica la hinchazón hidrofóbica, el colapso de la cadena principal y la estabilización de las interacciones carga-carga. Estos mecanismos se observan en la jaula de Trp.
Trastornos
Trimethylaminuria
La trimetilaminuria es un defecto poco frecuente en la producción de la enzima monooxigenasa 3 que contiene flavina (FMO3). Quienes la padecen no pueden convertir la trimetilamina derivada de la colina en óxido de trimetilamina. La trimetilamina se acumula y se libera en el sudor, la orina y el aliento de la persona, desprendiendo un fuerte olor a pescado.
Efectos de salud
Mortalidad
Las altas concentraciones de TMAO circulante se asocian con un mayor riesgo de mortalidad por cualquier causa.
Enfermedad cardiovascular
Las altas concentraciones de TMAO circulante se asocian con un mayor riesgo de eventos cardiovasculares y accidentes cerebrovasculares en particular.
Hipertensión
Las altas concentraciones de TMAO circulante se asocian con un mayor riesgo de hipertensión.
Toxicidad potencial
Existen directrices sobre límites de exposición con una descripción detallada de la toxicidad, como la "Recomendación del Comité Científico sobre Límites de Exposición Profesional" de la Comisión de la Unión Europea.
Véase también
- Tiburón de Groenlandia
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