Гомоаргинин

Гомоаргинин
Изображение химической структуры
Общие
Систематическое
наименование		 ​(2S)​-​2-​амино-​6-​​(диаминометилиденамино)​гексановая кислота
Хим. формула C7H16N4O2
Рац. формула C7H16N4O2
Внешний вид Белый кристаллический порошок
Физические свойства
Молярная масса 188.23 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления 213-215 °C
 • кипения 414,1 °C (777,4 ° F; 687,2 К) 760 мм рт.ст. °C
Давление пара 1.06x10–6 мм рт.ст., при 25°C
Оптические свойства
Показатель преломления 1.586
Классификация
Рег. номер CAS 156-86-5
PubChem 9085
SMILES
 
InChI
 
ChEBI 27747
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

L-Гомоаргинин (L-hArg) (2S)-2-амино-6-(диаминометилиденамино)гексановая кислота — некопируемая катионная аминокислота, которая может быть синтезирована при катаболизме лизина или трансаминирования его предшественника — Аргининa (Arg). Эти процессы включают использование орнитин-транскарбамоилазы (OTС), фермента из цикла мочевины или аргинина; глицин-амидинотрансферазы (AGAT), фермента из пути биосинтеза креатина. Эти ферменты являются тканеспецифичными, поэтому они синтезируют гомоаргинин в животных и человеческих органах, таких как печень, почки, мозг и тонкий кишечник.

Гомоаргинин играет важную роль в патофизиологических состояниях, функциях эндотелия и процессах энергетического обмена в различных органах. Эти функции зависят от концентрации доступного гомоаргинина в организме. Изменение концентрации гомоаргинина в организме может быть связаны с заболеваниями, такими как сахарный диабет, сердечно-сосудистые и цереброваскулярные заболевания, хронические заболевания почек, ограничение внутриутробного роста (IUGR) и преэклампсия (PE) при нарушениях беременности, а также приводить к смерти[1].

Плазменные концентрации гомоаргинина обратно коррелирует с риском сердечно-сосудистых заболеваний и общей смертности[2][3], повышенным риском возникновения инсульта[4], застойной сердечной недостаточности и гипертрофии левого желудочка[5][6][7][8], старением[2][9], курением[10][11][12][13], индексом массы тела[2][7][9], беременностью[14]. Кроме того, влияние гомоаргинина на синтез оксида азота (NO) было связано с повышенным риском инсульта и атеросклероза, поскольку снижение уровня гомоаргинина увеличивало толщину интима‐медиа аорты[4]. Низкая концентрация гомоаргинина в плазме крови также значительно связана с прогрессированием хронической болезни почек[15], а также с переходом на диализ и смертностью[16], указывая на то, что низкие концентрации гомоаргинина в плазме крови могут быть ранним индикатором почечной недостаточности и потенциальной мишенью для предотвращения прогрессирования заболевания.

Случаи

[править | править код]

Гомоаргинин является ингибитором роста золотистого стафилококка, кишечной палочки и Candida albicans, что указывает на то, что он подавляет определенные пути роста и прорастания микроорганизмов. Предполагается, что гомоаргинин является антиметаболитом аргинина. Многие исследования показали, что в большинстве случаев он действует как конкурентный ингибитор, но есть также противоречивые исследования, показывающие, что он также является органоспецифичным, неконкурентным ингибитором. Исследования также показали, что он токсичен при поражении Insecta и Rattus norvegicus. При его ингибировании также часто встречается при заболеваниях легких, шейки матки, яичек и является ингибитором специфических для костей и печени ферментов щелочной фосфатазы. Это производное аминокислоты также встречается при пролиферации клеток мышиной остеосаркомы.

Было обнаружено, что уровни гомоаргинина повышаются во время беременности, но проводятся дополнительные исследования, чтобы полностью подтвердить это.

Производство

[править | править код]

Гомоаргинин образуется как производное лизина в результате реакций, аналогичных реакциям цикла мочевины. Так же, как в цикле мочевины, при ее синтезе орнитин заменяется лизином. Орнитинтранскарбамилаза является основным ферментом для синтеза гомоаргинина. Производство гомоаргинина основано на активности этого фермента. Хотя орнитинтранскарбамилаза обладает более высоким сродством к орнитину, в конечном итоге она также катализирует реакцию трансаминирования лизина, которая запускает выработку гомоаргинина. Причина, по которой он также катализирует эту реакцию с лизином, заключается в низкой селективности субстрата в реакции.

Другой путь производства гомоаргинина включает глицинамидинотрансферазу (AGAT). Этот фермент обычно действует путем переноса амидиногруппы из аргинина в глицин, что приводит к образованию гуанидиноуксусной кислоты, которая впоследствии метилируется гуанидиноацетатметилтрансферазой (GAMT) с образованием креатина. Однако глицинамидинотрансфераза (AGAT) иногда действует, используя в реакции лизин вместо глицина, поэтому лизин становится акцептором амидиногруппы, что приводит к образованию гомоаргинина.

Использование

[править | править код]

Гомоаргинин используется в клинических исследованиях, часто на крысах, для изучения его влияния на здоровье сердечно-сосудистой системы, действуя как ингибитор органоспецифических реакций, а также в качестве стимулятора в некоторых случаях.

Недавно было проведено исследование на тему гомоаргинина, связанного с сердечной недостаточностью и внезапной сердечной смертью у пациентов, находящихся на гемодиализе. Исследование проводилось на 1255 больных диабетом, находящихся на гемодиализе, в течение 4 лет наблюдения. Результаты показали целый ряд различных событий, таких как внезапная сердечная смерть, инфаркт миокарда, инсульт и даже смерть из-за сердечной недостаточности. Расчеты исследования показали, что риск внезапной сердечной смерти увеличился в три раза при снижении уровня гомоаргинина на единицу. Это объясняет сильную связь застойной сердечной недостаточности и гипертрофии левого желудочка с низким уровнем гомоаргинина. Кроме того, это исследование представило доказательства повышенного риска инсульта при низких концентрациях гомоаргинина. Тем не менее, некоторые случаи, такие как инфаркт миокарда, не показали какой-либо значимости в отношении низких уровней корреляции гомоаргинина.

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Seidu Adams, Dongsheng Che, Guixin Qin, Mohammed Hamdy Farouk, Jiang Hailong. Novel Biosynthesis, Metabolism and Physiological Functions of L-Homoarginine (англ.) // Current Protein & Peptide Science. — 2018-11-28. — Vol. 20, iss. 2. — P. 184–193. — doi:10.2174/1389203719666181026170049. Архивировано 12 июля 2021 года.
  2. ↑ 1 2 3 Winfried März, Andreas Meinitzer, Christiane Drechsler, Stefan Pilz, Vera Krane. Homoarginine, Cardiovascular Risk, and Mortality (англ.) // Circulation. — 2010-09-07. — Vol. 122, iss. 10. — P. 967–975. — ISSN 1524-4539 0009-7322, 1524-4539. — doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.908988. Архивировано 9 июля 2021 года.
  3. ↑ Philipp Jud, Franz Hafner, Nicolas Verheyen, Andreas Meinitzer, Thomas Gary. Homoarginine/ADMA ratio and homoarginine/SDMA ratio as independent predictors of cardiovascular mortality and cardiovascular events in lower extremity arterial disease (англ.) // Scientific Reports. — 2018-12. — Vol. 8, iss. 1. — P. 14197. — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/s41598-018-32607-8. Архивировано 14 марта 2022 года.
  4. ↑ 1 2 Arash Haghikia, Georgi Radoslavov Yanchev, Arslan Arinc Kayacelebi, Erik Hanff, Nils Bledau. The role of l-arginine/l-homoarginine/nitric oxide pathway for aortic distensibility and intima-media thickness in stroke patients (англ.) // Amino Acids. — 2017-06. — Vol. 49, iss. 6. — P. 1111–1121. — ISSN 1438-2199 0939-4451, 1438-2199. — doi:10.1007/s00726-017-2409-2.
  5. ↑ Dorothee Atzler, Mark Rosenberg, Maike Anderssohn, Chi-un Choe, Matthias Lutz. Homoarginine — An independent marker of mortality in heart failure (англ.) // International Journal of Cardiology. — 2013-10. — Vol. 168, iss. 5. — P. 4907–4909. — doi:10.1016/j.ijcard.2013.07.099. Архивировано 7 октября 2020 года.
  6. ↑ Dorothee Atzler, Debra J. McAndrew, Kathrin Cordts, Jürgen E. Schneider, Sevasti Zervou. Dietary Supplementation with Homoarginine Preserves Cardiac Function in a Murine Model of Post-Myocardial Infarction Heart Failure (англ.) // Circulation. — 2017-01-24. — Vol. 135, iss. 4. — P. 400–402. — ISSN 1524-4539 0009-7322, 1524-4539. — doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.116.025673. Архивировано 9 июля 2021 года.
  7. ↑ 1 2 Stefan Pilz, Frank Edelmann, Andreas Meinitzer, Götz Gelbrich, Ufuk Döner. Associations of Methylarginines and Homoarginine With Diastolic Dysfunction and Cardiovascular Risk Factors in Patients With Preserved Left Ventricular Ejection Fraction (англ.) // Journal of Cardiac Failure. — 2014-12. — Vol. 20, iss. 12. — P. 923–930. — doi:10.1016/j.cardfail.2014.09.004. Архивировано 15 июня 2022 года.
  8. ↑ Martin Bahls, Dorothee Atzler, Marcello Markus, Nele Friedrich, Rainer Böger. Low-Circulating Homoarginine is Associated with Dilatation and Decreased Function of the Left Ventricle in the General Population (англ.) // Biomolecules. — 2018-07-30. — Vol. 8, iss. 3. — P. 63. — ISSN 2218-273X. — doi:10.3390/biom8030063. Архивировано 11 июля 2021 года.
  9. ↑ 1 2 Dorothee Atzler, Edzard Schwedhelm, Matthias Nauck, Till Ittermann, Rainer H. Böger. Serum reference intervals of homoarginine, ADMA, and SDMA in the Study of Health in Pomerania // Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). — 2014-01-01. — Т. 52, вып. 12. — ISSN 1434-6621 1437-4331, 1434-6621. — doi:10.1515/cclm-2014-0314. Архивировано 9 июля 2021 года.
  10. ↑ Leonard P. van der Zwan, Mariska Davids, Peter G. Scheffer, Jacqueline M. Dekker, Coen D.A. Stehouwer. L-Homoarginine and L-arginine are antagonistically related to blood pressure in an elderly population: the Hoorn study (англ.) // Journal of Hypertension. — 2013-06. — Vol. 31, iss. 6. — P. 1114–1123. — ISSN 0263-6352. — doi:10.1097/HJH.0b013e32836037fb.
  11. ↑ Andrzej Sobczak, Adam Prokopowicz, Malgorzata Radek, Magdalena Szula, Marzena Zaciera. Tobacco Smoking Decreases Plasma Concentration of the Emerging Cardiovascular Risk Marker, L-homoarginine (англ.) // Circulation Journal. — 2014. — Vol. 78, iss. 5. — P. 1254–1258. — ISSN 1347-4820 1346-9843, 1347-4820. — doi:10.1253/circj.CJ-13-1334. Архивировано 9 июля 2021 года.
  12. ↑ Dorothee Atzler, M. Odette Gore, Colby R. Ayers, Chi-un Choe, Rainer H. Böger. Homoarginine and Cardiovascular Outcome in the Population-Based Dallas Heart Study (англ.) // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. — 2014-11. — Vol. 34, iss. 11. — P. 2501–2507. — ISSN 1524-4636 1079-5642, 1524-4636. — doi:10.1161/ATVBAHA.114.304398. Архивировано 9 июля 2021 года.
  13. ↑ Lena Vogl, Johannes Pohlhammer, Andreas Meinitzer, Barbara Rantner, Marietta Stadler. Serum concentrations of l-arginine and l-homoarginine in male patients with intermittent claudication: A cross-sectional and prospective investigation in the CAVASIC Study (англ.) // Atherosclerosis. — 2015-04. — Vol. 239, iss. 2. — P. 607–614. — doi:10.1016/j.atherosclerosis.2015.02.019. Архивировано 16 октября 2021 года.
  14. ↑ Pirjo Valtonen, Tomi Laitinen, Tiina Lyyra-Laitinen, Olli T. Raitakari, Markus Juonala. Serum L-Homoarginine Concentration is Elevated During Normal Pregnancy and is Related to Flow-Mediated Vasodilatation (англ.) // Circulation Journal. — 2008. — Vol. 72, iss. 11. — P. 1879–1884. — ISSN 1347-4820 1346-9843, 1347-4820. — doi:10.1253/circj.CJ-08-0240. Архивировано 11 июля 2021 года.
  15. ↑ Christiane Drechsler, Barbara Kollerits, Andreas Meinitzer, Winfried März, Eberhard Ritz. Homoarginine and Progression of Chronic Kidney Disease: Results from the Mild to Moderate Kidney Disease Study (англ.) // PLoS ONE / Christian Herder. — 2013-05-15. — Vol. 8, iss. 5. — P. e63560. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0063560.
  16. ↑ Pietro Ravani, Renke Maas, Fabio Malberti, Paola Pecchini, Maren Mieth. Homoarginine and Mortality in Pre-Dialysis Chronic Kidney Disease (CKD) Patients (англ.) // PLoS ONE / Antonio Carlos Seguro. — 2013-09-04. — Vol. 8, iss. 9. — P. e72694. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0072694.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Гомоаргинин&oldid=140192152