Pirogronian (CH3COCOO−) oznacza karboksylan anion lub baza sprzężona kwasu pirogronowego. Jest to najprostszy z alfa-keto kwasy. Pirogronian jest kluczowym związkiem w biochemia. Jest produktem glikoliza, czyli szlak metaboliczny wykorzystywany do konwersji glukoza w inne przydatne cząsteczki. Pirogronian jest również popularnym suplementem, stosowanym przede wszystkim w celu zwiększenia masy ciała.
Kluczowe informacje: Definicja pirogronianu w biochemii
- Pirogronian jest sprzężoną zasadą kwasu pirogronowego. Oznacza to, że jest to anion wytwarzany, gdy kwas pirogronowy dysocjuje w wodzie z wytworzeniem kationu wodorowego i anionu karboksylanowego.
- W oddychaniu komórkowym pirogronian jest produktem końcowym glikolizy. Przekształca się go w acetylo-CoA, a następnie albo wchodzi w cykl Krebsa (obecny tlen), rozkłada się, uzyskując mleczan (brak tlenu) lub tworzy etanol (rośliny).
- Pirogronian jest dostępny jako suplement diety, stosowany głównie w celu promowania odchudzania. W postaci płynnej, jako kwas pirogronowy, jest stosowany jako peeling do skóry w celu zmniejszenia zmarszczek i przebarwień.
Utlenianie pirogronianu w metabolizmie komórkowym
Utlenianie pirogronianu łączy glikolizę z następnym etapem oddychania komórkowego. Dla każdej glukozy cząsteczkaglikoliza daje sieć dwóch cząsteczek pirogronianu. U eukariontów pirogronian utlenia się w matrycy mitochondriów. U prokariotów utlenianie występuje w cytoplazmie. Reakcja utleniania jest przeprowadzana przez enzym zwany kompleksem dehydrogenazy pirogronianowej, który jest ogromną cząsteczką zawierającą ponad 60 podjednostek. Utlenianie przekształca trójwęglową cząsteczkę pirogronianu w dwuwęglową acetylo-koenzym A lub cząsteczkę acetylo-CoA. Utlenianie wytwarza również jedną cząsteczkę NADH i uwalnia jeden dwutlenek węgla (CO2) cząsteczka. Cząsteczka acetylo-CoA wchodzi do kwasu cytrynowego lub cyklu Krebsa, kontynuując proces oddychania komórkowego.
Etapy utleniania pirogronianu to:
- Grupa karboksylowa jest usuwana z pirogronianu, zmieniając ją w cząsteczkę dwuwęglową CoA-SH. Drugi węgiel jest uwalniany w postaci dwutlenku węgla.
- Cząsteczka dwuwęglowa ulega utlenieniu, podczas gdy NAD+ jest zredukowany do postaci NADH.
- Grupa acetylowa jest przenoszona do koenzymu A, tworząc acetylo-CoA. Acetylo-CoA jest cząsteczką nośnika, która przenosi grupę acetylową do cyklu kwasu cytrynowego.
Ponieważ dwie cząsteczki pirogronianu opuszczają glikolizę, uwalniane są dwie cząsteczki dwutlenku węgla, wytwarzane są 2 cząsteczki NADH, a dwie cząsteczki acetylo-CoA kontynuują cykl kwasu cytrynowego.
Podsumowanie ścieżek biochemicznych
Chociaż utlenianie lub dekarboksylacja pirogronianu do acetylo CoA jest ważne, nie jest to jedyna dostępna ścieżka biochemiczna:
- U zwierząt pirogronian można zredukować przez dehydrogenazę mleczanową do mleczanu. Ten proces jest beztlenowy, co oznacza, że tlen nie jest wymagany.
- W roślinach, bakteriach i niektórych zwierzętach pirogronian jest rozkładany do produkcji etanolu. Jest to również proces beztlenowy.
- Glukoneogeneza przekształca kwas pirogronowy w węglowodany.
- Acetyl Co-A z glikolizy można stosować do wytwarzania energii lub kwasów tłuszczowych.
- Karboksylacja pirogronianu przez karboksylazę pirogronianową wytwarza szczawiooctan.
- Transaminacja pirogronianu przez transaminazę alaninową wytwarza aminokwas alaninę.
Pirogronian jako suplement
Pirogronian jest sprzedawany jako suplement odchudzający. W 2014 r. Onakpoya i in. przejrzeli badania skuteczności pirogronianu i znaleźli statystyczną różnicę masy ciała między osobami przyjmującymi pirogronian a tymi przyjmującymi placebo. Pirogronian może działać poprzez zwiększenie szybkości rozkładu tłuszczu. Skutki uboczne suplementacji obejmują biegunkę, gaz, wzdęcia i wzrost poziomu cholesterolu lipoprotein o niskiej gęstości (LDL).
Pirogronian stosuje się w postaci płynnej jako kwas pirogronowy jako peeling do twarzy. Obieranie zewnętrznej powierzchni skóry zmniejsza widoczność drobnych linii i innych oznak starzenia. Pirogronian stosuje się również w leczeniu wysokiego poziomu cholesterolu, raka i zaćmy oraz w celu poprawy wyników sportowych.
Źródła
- Fox, Stuart Ira (2018). Human Physiology (wydanie 15). McGraw-Hill. ISBN 978-1260092844.
- Hermann, H. P.; Pieske, B.; Schwarzmüller, E.; Keul, J.; Po prostu H.; Hasenfuss, G. (1999). „Hemodynamiczne działanie pirogronianu wewnątrznaczyniowego u pacjentów z zastoinową niewydolnością serca: badanie otwarte”. Lancet. 353 (9161): 1321–1323. doi: 10.1016 / s0140-6736 (98) 06423-x
- Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2008). Zasady biochemii (Wydanie 5). Nowy Jork, NY: W. H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-7108-1.
- Onakpoya, I.; Hunt, K.; Szerszy, B.; Ernst, E. (2014). „Suplementacja pirogronianem w celu zmniejszenia masy ciała: przegląd systematyczny i metaanaliza randomizowanych badań klinicznych”. Crit. Obrót silnika. Food Sci. Nutr. 54 (1): 17–23. doi: 10.1080 / 10408398.2011.565890
- The Royal Society of Chemistry (2014). Nomenklatura chemii organicznej: zalecenia IUPAC i nazwy preferowane 2013 (Niebieska książka). Cambridge: p. 748. doi: 10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.