Ácido α-cetoglutárico

compuesto químico
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El ácido α-cetoglutárico (ácido alfa-cetoglutárico) es uno de los dos derivados cetona del ácido glutárico. El término ácido cetoglutárico, cuando no se acompaña de explicaciones adicionales, casi siempre se refiere a la variante alfa. El ácido β-cetoglutárico se diferencia solo en la posición del grupo funcional cetona y, es mucho menos común en la naturaleza.

 
Ácido α-cetoglutárico
Alpha-ketoglutaric acid.png
Nombre IUPAC
ácido 2-oxopentanedioico
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular C
5
H
6
O
5
Identificadores
Número CAS 328-50-7[1]
ChEBI 30915
ChEMBL 1686
ChemSpider 50
DrugBank DB02926
PubChem 51
UNII 8ID597Z82X
KEGG C00026
Propiedades físicas
Masa molar 146,022 g/mol

El anión del ácido α-cetoglutárico, se denomina α-cetoglutarato (llamado también a veces oxoglutarato o 2-oxoglutarato), es un importantísimo compuesto biológico. Este cetoácido se produce por la desaminación del glutamato y, es un intermediario en el ciclo de Krebs.

FuncionesEditar

Ciclo de KrebsEditar

El α-cetoglutarato es un intermediario clave en el ciclo de Krebs, donde aparece después del isocitrato y antes del succinil CoA. Diferentes reacciones anapleróticas pueden repoblar el ciclo en este punto sintetizando α-cetoglutarato a partir de la transaminación de glutamato, o por medio de la acción de la glutamato deshidrogenasa sobre el glutamato.

Formación de aminoácidosEditar

La glutamina se sintetiza a partir del glutamato por medio de la glutamina sintetasa, la cual utiliza ATP para formar glutamil fosfato; este intermediario sufre un ataque nucleofílico por parte del amoníaco para producir glutamina y fosfato inorgánico.

Transportador de nitrógenoEditar

Otra función es combinarse con el nitrógeno liberado por la célula, previniendo la sobrecarga de nitrógeno.

el α-cetoglutarato es uno de los más importantes transportadores de nitrógeno en las diferentes vías metabólicas. Los grupos amino de los aminoácidos, al ser retirados del aminoácido se unen al α-cetoglutarato por transaminación, y transportados de esta forma al hígado donde tiene lugar el ciclo de la urea.

El α-cetoglutarato se transamina, junto con la glutamina, para formar el neurotransmisor excitatorio glutamato. El glutamato puede luego ser descarboxilado por un proceso que requiere vitamina B
6
, para formar el neurotransmisor inhibitorio GABA.

  • Se ha reportado que pueden producirse altos niveles de amoníaco en sangre luego de una ingesta alta en proteínas, exposición excesiva al aluminio, en el síndrome de Reye, cirrosis, y trastornos del ciclo de la urea. En estos casos se compromete el mayor mecanismo detoxificador del amoníaco que es el ciclo de la urea, y empiezan a cobrar mucha importancia los mecanismos detoxificadores basados en la transaminación del oxoglutarato. En estos casos desempeña un papel importante en la detoxificación del amoníaco en el cerebro.[2][3][4]

Relación con el oxígeno molecularEditar

Actuando como cosustrato, desempeña un importante papel en las reacciones de oxidación que involucran al oxígeno molecular.

Muchos organismos utilizan al oxígeno molecular (O
2
) por medio de diferentes oxigenasas para producir productos útiles tales como antibióticos, etc. Muchas oxigenasas utilizan al α-cetoglutarato como codonante de electrones, en reacciones donde se oxida simultáneamente con el sustrato principal. De hecho, una de las oxigenasas dependientes de oxígeno, es un sensor de O
2
; que le informa al organismo sobre los niveles de oxígeno molecular en el ambiente.

En combinación con oxígeno molecular, el α-cetoglutarato es uno de los requerimientos para la hidroxilación de la prolina para producir la hidroxiprolina que forma parte del colágeno tipo I.

AntioxidanteEditar

El α-cetoglutarato disminuye los niveles de peróxido de hidrógeno en diferentes cultivos celulares, en estos casos desaparece al ser convertido en succinato.[5]

LongevidadEditar

Un estudio publicado en mayo de 2014 vincula al α-cetoglutarato con un aumento significativo en la esperanza de vida de gusanos nemátodos.[6]

ProducciónEditar

El α-cetoglutarato puede ser producido por:

A su vez el α-cetoglutarato puede ser utilizado para producir:

ReferenciasEditar

  1. Número CAS
  2. Does infectious fever relieve autistic behavior by releasing glutamine from skeletal muscles as provisional fuel?
  3. Ott, P; Clemmesen, O; Larsen, FS (Jul 2005). «Cerebral metabolic disturbances in the brain during acute liver failure: from hyperammonemia to energy failure and proteolysis.». Neurochemistry international 47 (1-2): 13-8. PMID 15921824. doi:10.1016/j.neuint.2005.04.002. 
  4. Hares, P; James, IM; Pearson, RM (May–Jun 1978). «Effect of ornithine alpha ketoglutarate (OAKG) on the response of brain metabolism to hypoxia in the dog.». Stroke; a journal of cerebral circulation 9 (3): 222-4. PMID 644619. doi:10.1161/01.STR.9.3.222. 
  5. Long, L; Halliwell, B (2011). «Artefacts in cell culture: α-Ketoglutarate can scavenge hydrogen peroxide generated by ascorbate and epigallocatechin gallate in cell culture media.». Biochemical and biophysical research communications 406 (1): 20-24. doi:10.1016/j.bbrc.2011.01.091. 
  6. [1], doi:10.1038/nature13264