Триметиламин N-оксиді - Trimethylamine N-oxide

Триметиламин N-оксид
Құрылымдық формула
Доп пен таяқша үлгісі
Атаулар
IUPAC атауы
триметиламин оксиді
IUPAC атауы
N,N-диметилметанамин N-оксид
Басқа атаулар
триметиламин оксиді, TMAO, TMANO
Идентификаторлар
3D моделі (JSmol )
Чеби
ChemSpider
ECHA ақпарат картасы100.013.341 Мұны Wikidata-да өңдеңіз
KEGG
UNII
Қасиеттері
C3H9NO
Молярлық масса75.11
Сыртқы түрітүссіз қатты
Еру нүктесі 220 - 222 ° C (428 - 432 ° F; 493 - 495 K) (дигидрат: 96 ° C)
жақсы
5.4 Д.
Өзгеше белгіленбеген жағдайларды қоспағанда, олар үшін материалдар үшін деректер келтірілген стандартты күй (25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
тексеруY тексеру (бұл не тексеруY☒N ?)
Infobox сілтемелері

Триметиламин N-оксид (ТМАО) болып табылады органикалық қосылыс формуласымен (CH3)3ЖОҚ. Бұл сыныпта амин оксидтері. Сусыз қосылыс белгілі болса да, триметиламин N-оксид әдетте кездеседі дигидрат. Сусыз да, гидратталған да материалдар ақ түсті, суда еритін қатты заттар болып табылады.

TMAO - тотығуының өнімі триметиламин, жалпы метаболит жануарларда. TMAO биосинтезделеді триметиламин, алынған холин.[1]

Химия

ТМАО-ны триметиламиннен сутегі асқынымен өңдеу арқылы синтездеуге болады:[2]

H2O2 + (CH3)3N → H2O + (CH3)3ЖОҚ

Дигидратты азеотропты айдау арқылы дегидратациялайды диметилформамид.[3]

Зертханалық қосымшалар

Триметиламин оксиді қолданылады ақуызды бүктеу әсерлеріне қарсы тұруға арналған тәжірибелер мочевина.[4]

Ішінде металлорганикалық химия реакциясы нуклеофильді абстракция, Мен3NO келесі стехиометрия бойынша декарбонилдену агенті ретінде қолданылады:

M (CO)n + Мен3NO + L → M (CO)n-1L + Me3N + CO2

Бұл реакция металдардан органикалық лигандтарды декомплекстеу үшін қолданылады, мысалы бастап (диен) Fe (CO)3.[2]

Ол белгілі бір тотығу реакцияларында қолданылады, мысалы. алкил иодидтерін сәйкесінше конверсиялау альдегид.[5]

Ақуыздың тұрақтылығына әсері

ТМАО-ның омыртқаға және пептидтердің зарядталған қалдықтарына әсері ықшам конформацияларды тұрақтандырады,[6] ал TMAO-нің полярлы емес қалдықтарға әсері пептидтік ісінуге әкеледі. Бұл гидрофобты ісінуді, омыртқаның коллапсын және заряд-зарядтардың өзара әрекеттесуін тұрақтандыратын ақуыздардағы бәсекелес TMAO механизмдерін ұсынады. Бұл механизмдер Trp торында байқалады.[7]

Микробиотикалық ассоциациялар

Бұйрық Clostridiales, тұқым Руминококк және таксон Лахноспирация TMA және TMAO деңгейлерімен оң байланысты.[8] Керісінше, S24-7 пропорциясы, көп отбасы Бактериоидтер, TMA және TMAO деңгейлерімен кері байланысты.[8]

Бұзушылықтар

Триметиламинурия

Негізгі мақала: Триметиламинурия

Триметиламинурия фермент өндірісіндегі сирек кездесетін ақаулық болып табылады құрамында флавин бар монооксигеназа 3 (FMO3).[9][10] Триметиламинуриямен ауыратындар холиннен алынған триметиламинді триметиламин оксидіне айналдыра алмайды. Содан кейін триметиламин жиналып, адамның терінде, зәрінде және тынысында бөлініп, балықтың қатты иісін шығарады.

Жүрек - қан тамырлары ауруы

Тарихы бар 513 ересек адамды бағалаған 2013 жылы жарияланған зерттеу жүрек-қантамыр жүйесінің жағымсыз құбылыстары, орташа жасы 68 және олардың 69% -ы бұрын немесе қазіргі уақытта темекі шегетін болса, қандағы TMAO-ның жоғары деңгейі қосымша жүрек-қан тамырлары құбылыстарының жоғарылауымен байланысты екенін көрсете алады.[11]

Фон

Құрамындағы тағамдарды қабылдағаннан кейін қандағы TMAO концентрациясы жоғарылайды карнитин[12] немесе лецитин[11] егер сол заттарды TMAO-ға айналдыратын бактериялар ішекте болса.[13] Карнитиннің жоғары концентрациясы қызыл етте кездеседі, кейбіреулері энергетикалық сусындар, ал кейбіреулері тағамдық қоспалар. Қалыпты кейбір түрлері ішек бактериялары (мысалы Ацинетобактерия ) адамда микробиом диеталық карнитинді TMAO-ға айналдыру. TMAO ішекте, бауырда және артерия қабырғаларында холестерин алмасуын өзгертеді. TMAO қатысуымен холестериннің шөгуі жоғарылайды және холестеринді артерия қабырғаларындағы сияқты перифериялық жасушалардан шығару азаяды.[14] Лецитин соя, жұмыртқа,[13] ингредиент ретінде өңделген тамақ, диеталық қосымша ретінде сатылады, эмульгатор ретінде қолданылады және жабысып қалмас үшін қолданылады (мысалы, пісіруге болмайтын спрейде).

Даулар

Жүрек-қан тамырлары аурулары мен TMAO арасындағы байланыс даулы[15]. Клуатр және басқалар. холин көздері мен диеталық L-карнитин қанның TMAO деңгейінің жоғарылауына ықпал етпейді деп тұжырымдайды. Оның орнына рациондағы ТМАО-ның негізгі көзі - балық.[16]

TMAO-ның тағы бір көзі - диеталық фосфатидилхолин, қайтадан ішектегі бактериалды әсер ету арқылы. Фосфатидил холині жұмыртқаның сарысы мен кейбір еттерінде жоғары концентрацияда болады. TMAO мен жүрек-қан тамырлары аурулары арасындағы айқын себеп-салдарлық байланыстарға қайшы келетін ең күшті дәлелдер айналымдағы TMAO деңгейлері мен миокард инфарктісі немесе коронарлық артерия ауруы арасындағы маңызды байланысты анықтай алмаған мендельдік рандомизация зерттеуінен алынған.[17]

Гипертония және тромбоз

TMAO артериялық қан қысымын және гипертония этиологиясын реттеуге қатысуы мүмкін деген болжам жасалды[18] және атеросклеротикалық ауру кезіндегі тромбоз (қан ұюы).[19] 2017 жылғы мета-анализде жоғары айналымдағы TMAO жүрек-қан тамырлары құбылыстарының 23% және өлім-жітімнің 55% жоғары қаупімен байланысты екендігі анықталды.[20]

20-шы ғасырдың басында TMA-нің токсикалық әсері бірнеше клиникалық және эксперименттік құжаттарда сипатталған[21] және соңғы зерттеулер ТМА-ның қан айналым жүйесіне зиянды әсерін көрсетеді. [22][23][24] Сонымен қатар, айқын уыттылыққа және сонымен бірге өндірісте кең қолданылуына байланысты, улылықтың егжей-тегжейлі сипаттамасымен экспозицияға қатысты әртүрлі нұсқаулар бар, мысалы, Еуропалық Одақ Комиссиясының «Өндірістік әсер ету шегі туралы ғылыми комитеттің ұсынысы».[25]Сондықтан жүрек-қан тамырлары қаупінің маркері және медиаторы бола алатын ТМА емес, ТМАО емес сияқты.

Жоғары деңгейлерді басқару

  • Вегетариандық және вегетариандық диеталар карнитинді метаболиздейтін ішек флорасына қарсы таңдалған көрінеді (олардың ішінара тамақтануымен үйлесімді басқа ішек флорасының пайдасына). Бұл олардың айқын айырмашылығы микробиом карнитинді триметиламинге айналдыруға қабілетті айтарлықтай төмендеген ішек бактерияларымен байланысты, кейінірек ол бауырда метаболизмге ұшырайды.[12]
  • Молибден құрамында ферменттер сүтқоректілерде болады. Митохондриялық амидоксимен қалпына келтіруші деп аталатын компонент (mARC) екі изоформада, mARC1 және mARC2-де болатындығы анықталды, олардың екеуі де әр түрлі N-оттекті қосылыстарды, соның ішінде физиологиялық емес N-оксидтерді азайтуға қабілетті.[26] Жасыл бұршақ пен қара бұршақ диеталық молибденнің ең бай тамақ көздерінің бірі болып саналады.
  • 3,3-диметил-1-бутанол (DMB), құрылымдық аналогы холин, тышқандарда және адамның нәжісінде микробтық ТМА түзілуін тежейді, осылайша холин немесе карнитин қоспасынан кейінгі плазмадағы TMAO деңгейін төмендетеді.[8] Ол кейбір бальзамдық сірке суларында, қызыл шараптарда және кейбір суық сығылған қосымша қыздарда кездеседі зәйтүн майлары және жүзім тұқымдарының майлары.[8]
  • Ресвератрол тышқандардағы ішек микробиотасын қайта құру арқылы ТМАО-ны төмендететіні көрсетілген.[27]

Басқа жануарлар

Триметиламин N-оксид - бұл осмолит моллюскаларда, шаян тәрізділерде, акулалар мен сәулелер сияқты балықтарда кездеседі. Ол протеин тұрақтандырғышы ретінде қарастырылады, ол қарсы әрекет етуі мүмкін мочевина, майор осмолит туралы акулалар, коньки және сәулелер. Шоғырлану тереңдіктегі балықтар мен шаян тәрізділерде көбірек, олар қысымның ақуызды тұрақсыздандыратын әсеріне қарсы тұра алады.[28][29] TMAO ыдырайды триметиламин (TMA), бұл бастысы одорант деградацияға ұшырайтын теңіз өнімдеріне тән.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Бейкер, Дж .; Чайкин, С. (1962 ж. 1 сәуір). «Триметиламиннің биосинтезі -N-оксид ». Дж.Биол. Хим. 237 (4): 1309–13. PMID  13864146.
  2. ^ а б Дж. Пирсон «Триметиламин N-оксиді» Органикалық синтезге арналған реагенттер энциклопедиясы, Джон Вили және ұлдары, 2001: Нью-Йорк. дои:10.1002 / 047084289X.rt268
  3. ^ Содерквист, Дж. А .; Андерсон, C. L. (1986). «Кристалды сусыз триметиламин N-оксиді». Тетраэдр Летт. 27 (34): 3961–3962. дои:10.1016 / S0040-4039 (00) 84884-4.CS1 maint: авторлар параметрін қолданады (сілтеме)
  4. ^ Зоу, С .; т.б. (2002). «Ақуыздарды ТМАО-мен тұрақтандырудың молекулалық механизмі және оның мочевина әсеріне қарсы тұру қабілеті». Дж. Хим. Soc. 124 (7): 1192–1202. дои:10.1021 / ja004206b. PMID  11841287.
  5. ^ Фолькер Францен (1973). «Октанал». Органикалық синтез.; Ұжымдық көлем, 5, б. 872
  6. ^ Ши, Джоан-Эмма; Фейнштейн, Стюарт С .; Лапоинте, Николе Е .; Ларини, Лука; Левин, Захари А. (2015-03-03). «Ішкі тәртіпсіз пептидтердің реттелуі және агрегациясы». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 112 (9): 2758–2763. Бибкод:2015 PNAS..112.2758L. дои:10.1073 / pnas.1418155112. PMC  4352815. PMID  25691742.
  7. ^ Су, Чжаоцян; Махмудинобар, Фарбод; Диас, Криштиану Л. (2017). «Триметиламин-N-оксидінің пептидтердің конформациясына әсері және оның ақуыздарға әсері». Физикалық шолу хаттары. 119 (10): 108102. Бибкод:2017PhRvL.119j8102S. дои:10.1103 / physrevlett.119.108102. PMID  28949191.
  8. ^ а б c г. Ван, Цзененг; Робертс, Адам Б .; Буффа, Дженнифер А .; Левисон, Брюс С .; Чжу, Вейфей; Орг, Элин; Гу, Сяодун; Хуанг, Ин; Заманиан-Дарюуш, Мәриям; Калли, Миранда К.; ДиДонато, Энтони Дж.; Фу, Сяоминг; Хазен, Дженни Э .; Крайчик, Даниел; ДиДонато, Джозеф А .; Лусис, Алдонс Дж .; Хазен, Стэнли Л. (желтоқсан 2015). «Атеросклерозды емдеуге арналған ішектің микробтық триметиламин өндірісінің өлімге әкелмейтін тежеуі». Ұяшық. 163 (7): 1585–1595. дои:10.1016 / j.cell.2015.11.055. PMC  4871610. PMID  26687352.
    • 3,3-диметил-1-бутанол (DMB) холиннің құрылымдық аналогы өсірілген микробтардан ТМА түзілуін летальді емес тежейтін, айқын микробтық ТМА лизаларын тежейтін және екеуі де физиологиялық полимикробтық дақылдардан ТМА түзілуін тежейтіні көрсетілген. (мысалы, ішек құрамы, адамның нәжісі) және жоғары холинді немесе L-карнитинді диетамен тамақтандырылған тышқандардағы TMAO деңгейін төмендетеді.
    • кейбір бальзамдық сірке суларында, қызыл шараптарда және салқындатылған тазартылмаған зәйтүн майларында және жүзім тұқымдарының майларында DMB анықталды.
  9. ^ Treacy, E.P .; Ақерман, BR; т.б. (1998). «Құрамында флавин бар монооксигеназа генінің мутациясы (FMO3) триметиламинурияны, детоксикация ақауларын тудырады ». Адам молекулалық генетикасы. 7 (5): 839–45. дои:10.1093 / мг / 7.5.839. PMID  9536088.
  10. ^ Zschocke J, Kohlmueller D, Quak E, Meissner T, Hoffmann GF, Mayatepek E (1999). «FMO3 геніндегі кең таралған нұсқалардан туындаған жеңіл триметиламинурия». Лансет. 354 (9181): 834–5. дои:10.1016 / S0140-6736 (99) 80019-1. PMID  10485731. S2CID  9555588.
  11. ^ а б Tang, W.H. Уилсон; Цзененг Ванг; Брюс С. Левисон; Роберт А. Коэт; Эрл Б. Бритт; Сяоминг Фу; Юпин Ву; Стэнли Л. Хазен (25 сәуір, 2013). «Фосфатидилхолиннің ішек микробтық метаболизмі және жүрек-қан тамырлары қаупі». Жаңа Англия медицинасы журналы. 368 (17): 1575–1584. дои:10.1056 / NEJMoa1109400. PMC  3701945. PMID  23614584. Тағамдық фосфатидилхолиннен TMAO түзілуі ішек микробиотасының метаболизміне тәуелді. TMAO деңгейінің жоғарылауы жүректің және қан тамырларының жағымсыз құбылыстарының даму қаупімен байланысты
  12. ^ а б Коэт, Роберт А; Ван, Цзененг; Левисон, Брюс С; Буффа, Дженнифер А; Орг, Элин; Шихи, Брендан Т; Бритт, Граф В; Фу, Сяоминг; Ву, Юпин; Ли, Лин; Смит, Джонатан Д; ДиДонато, Джозеф А; Чен, Джун; Ли, Хунжэ; Ву, Гари Д; Льюис, Джеймс Д; Warrier, Маня; Браун, Дж Марк; Краусс, Рональд М; Тан, В Ж Уилсон; Бушман, Фредерик Д; Лусис, Алдонс Дж; Хазен, Стэнли Л (7 сәуір, 2013). «Қызыл ет құрамындағы л-карнитиннің ішек микробиотасының метаболизмі атеросклерозға ықпал етеді». Табиғат медицинасы. 19 (5): 576–85. дои:10.1038 / нм. 3145. PMC  3650111. PMID  23563705.
  13. ^ а б Джина Колата (2013 жылғы 24 сәуір). «Жұмыртқалар да жүрек қаупін арттыратын бактериялар тудыруы мүмкін». The New York Times. Алынған 25 сәуір, 2013.
  14. ^ Хейзен, Стэнли. «Қызыл ет және жүрек аурулары бойынша жаңа зерттеулер». Дайан Рехм шоуы (стенограмма). WAMU 88.5 Америка университетінің радиосы. Алынған 10 сәуір 2013.
  15. ^ Коллинз, Хайди Л .; Дразул-Шрадер, Дениз; Сулпизио, Энтони С .; Костер, Пол Д .; Уильямсон, Юпин; Адельман, Стивен Дж .; Оуэн, Кевин; Санли, Торан; Bellamine, Aouatef (2016). «L-карнитинді қабылдау және плазмадағы триметиламиннің N-оксидінің жоғары деңгейі ApoE - / - трансгенді тышқандардағы CETP экспрессиясын жасайтын аорта зақымдануларымен корреляцияланады». Атеросклероз. 244: 29–37. дои:10.1016 / j.атеросклероз.2015.10.108. ISSN  0021-9150. PMID  26584136.
  16. ^ Джохри, А.М .; Хейланд, Д.К .; Хету, М.-Ф .; Кроуфорд, Б .; Spence, JD (2014). «Метаболикалық синдромды және жүрек-қан тамырлары ауруларын емдеуге арналған карнитинді терапия: дәлелдер мен қайшылықтар». Тамақтану, метаболизм және жүрек-қан тамырлары аурулары. 24 (8): 808–814. дои:10.1016 / j.numecd.2014.03.007. ISSN  0939-4753. PMID  24837277.
  17. ^ Цзя, Цзиньчжу; Ду, Пан; Гао, Менг; Конг, Сюэдзюнь; Ли, Чангвэй; Лю, Чжунхуа; Хуанг, Дао (2019-09-01). «Ішек микробиотасына тәуелді метаболиттер мен кардиометаболалық денсаулық арасындағы себепті бағытты бағалау: екі бағытты мендельдік рандомизацияны талдау». Қант диабеті. 68 (9): 1747–1755. дои:10.2337 / db19-0153. ISSN  0012-1797. PMID  31167879.
  18. ^ Уфнал, Марцин; Джазвиец, Радослав; Дадлез, Михал; Драпала, Адриан; Сикора, Мариуш; Скрзипецки, Януш (2014). «Триметиламин-N-оксид: Ангиотензин II-нің егеуқұйрықтарға гипертониялық әсерін ұзартатын карнитиннен алынған метаболит». Канадалық кардиология журналы. 30 (12): 1700–1705. дои:10.1016 / j.cjca.2014.09.010. PMID  25475471.
  19. ^ Тилг, Герберт (2016-06-22). «Тромбоз туралы ішек сезімі». Жаңа Англия Медицина журналы. 374 (25): 2494–2496. дои:10.1056 / nejmcibr1604458. PMID  27332910.
  20. ^ Ци, Цзяцян; Сіз, Дао; Ли, Джин; Пан, Тингтинг; Сян, Ли; Хан, Юэ; Чжу, Ли (2018). «Айнымалы триметиламин N-оксиді және жүрек-қан тамырлары ауруларының қаупі: 11 перспективті когортты зерттеулерге жүйелі шолу және мета-талдау». Жасушалық және молекулалық медицина журналы. 22 (1): 185–194. дои:10.1111 / jcmm.13307. ISSN  1582-4934. PMC  5742728. PMID  28782886.
  21. ^ Бригер, Х .; Алифаттық аминдер буларының әсерінің уытты әсері. Арка. Инд. Хиг. Оккупациялау. Мед. 1951, 3, 287–291
  22. ^ TMAO (триметиламин-оксид) емес, оның оксиді TMA (триметиламин), ішек микробиомының жүрек-қан тамырлары әрекеттерін интерпретациялауға гемодинамикалық әсер етеді - K Jaworska, K Bielinska, M Gawrys-Kopczynska, M UfnalCardioardi Research, https://doi.org/10.1093/cvr/cvz231
  23. ^ Kinga Jaworska, Marek Konop, Tomasz Hutsch, Karol Perlejewski, Марек Радковски, Марта Боговшовка, Анна Биелак-Змиевеска, Грайна Мосиениак, Эва Сикора, Марцин Уфнал, TMA емес, егеуқұйрықтар плазмасында қартайған сайын ұлғаяды және бұлшықет жасушаларының өміршеңдігіне әсер етеді. Геронтология журналдары: А сериясы, glz181, https://doi.org/10.1093/gerona/glz181
  24. ^ Уытты заттар 2019, 11 (9), 490; https://doi.org/10.3390/toxins11090490
  25. ^ Посписчил, Е .; Йохансон, Г .; Нильсен, Г .; Папамелетиу, Д .; Клейн, C. SCOEL / REC / 179 Триметиламин. Publ. Ғылыми. Комм. Оккупациялау. Экспо. Лим. EUR. Одақ 2017.
  26. ^ https://www.imoa.info/HSE/environmental_data/biology/reviews-of-molybdoenzymes/10-1-mitochondrial-amidoxime.php
  27. ^ Димитров Д, Тиль I, Фергюсон LR (2016). «Редакциялық: Адамның гутомасы: хост-микробиоманың өзара әрекеттесуінің нутригеномикасы». Генетикадағы шекаралар. 7: 158. дои:10.3389 / fgene.2016.00158. PMC  5012120. PMID  27656194. Соңғы нәтижелер көрсеткендей, резвератрол атеросклероздың дамуына ықпал ететін фактор ретінде белгілі триметиламин-N-оксидтің (TMAO) деңгейін төмендетеді (Chen және басқалар, 2016). Бұл энтерогепатикалық фарнесоидты X рецепторлы-фибробласттық өсу факторының (FXR) өсін төмендету арқылы ішінара жүзеге асырылды және ішек микробиотасы метаболикалық аурулардың даму қаупін азайту үшін фармакологиялық және тамақтану дәлдігі бойынша дәрі-дәрмектердің араласуы үшін қызықты мақсатқа айналуы мүмкін екенін көрсетеді.
  28. ^ Yancey, P. (2005). «Органикалық осмолиттер жоғары осмолярлықта және басқа стресстерде үйлесімді, метаболикалық және қарсы цитопротекторлар ретінде». J. Exp. Биол. 208 (15): 2819–2830. дои:10.1242 / jeb.01730. PMID  16043587.
  29. ^ Веласкес, М.Т .; Рамезани, А .; Манал, А .; Радж, Д.С. (8 қараша 2016). «Триметиламин N-оксиді: жақсы, жаман және белгісіз». Улы заттар. 8 (11): 326. дои:10.3390 / токсиндер8110326. PMC  5127123. PMID  27834801.

Сондай-ақ қараңыз