โฮโมซิสเทอีน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC กรด 2-อะมิโน-4-ซัลฟานิลบิวทาโนอิก
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	454-29-5 (ราเซเมต ) วาย 6027-13-0 ( ไอโซเมอร์ L ) วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:17230 วาย
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล310604 วาย
เคมสไปเดอร์	757 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.006.567
หมายเลข EC	207-222-9
เคกก์	C05330 วาย
PubChem CID	778
มหาวิทยาลัย	S7IJP4A89K  (ราซีเมต ) วาย 0LVT1QZ0BA  ( ไอโซเมอร์ L ) วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID70859946
อินชิ นิ้วChI=1S/C4H9NO2S/c5-3(1-2-8)4(6)7/h3,8H,1-2,5H2,(H,6,7) วาย รหัส: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYSA-N วาย นิ้วChI=1/C4H9NO2S/c5-3(1-2-8)4(6)7/h3,8H,1-2,5H2,(H,6,7) รหัส: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYAS
รอยยิ้ม C(CS)C(C(=O)O)N
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 4 H 9 NO 2 S
มวลโมลาร์	135.18 กรัม/โมล
รูปร่าง	ผงผลึกสีขาว
จุดหลอมเหลว	234–235 °C (453–455 °F; 507–508 K) [ 2 ] (สลายตัว)
ความสามารถในการละลายในน้ำ	ละลายได้
บันทึกP	−2.56 [ 1 ]
ความ เป็น กรด ( pKa )	2.25 [ 1 ]
อันตราย
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	คำเตือน
คำเตือนเกี่ยวกับอันตราย	เอช302
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โฮโมซิสเทอีน ( / ˌ h oʊ m oʊ ˈ s ɪ s t iː n / ; สัญลักษณ์Hcy ) เป็น กรดอะมิโนอัลฟาที่ไม่ใช่โปรตีนมันเป็นสารประกอบที่คล้ายคลึงกับกรดอะมิโนซิสเทอีน โดยแตกต่างกันตรงที่มี สะพานเมทิลีนเพิ่มเข้ามา( −CH ₂ − ) มันถูกสังเคราะห์ทางชีวภาพจากเมไทโอนีนโดย การกำจัดหมู่เมทิล C ^{ε ที่ปลายสุด}

แม้ว่าการสร้างโฮโมซิสเตอีนจะเป็นส่วนหนึ่งตามปกติของกระบวนการเผาผลาญเมไทโอนีน แต่โฮโมซิสเตอีนที่มากเกินไปอาจเป็นอันตรายได้ สิ่งมีชีวิต เช่น มนุษย์ มีกระบวนการเผาผลาญโฮโมซิสเตอีนหลักๆ สองวิธี ได้แก่ การเติมหมู่เมทิล (remethylation) และการเติมหมู่ซัลเฟอร์ (transsulfuration)

กระบวนการรีเมทิลเลชันเป็นการเติมหมู่เมทิลเข้าไปในโมเลกุลของโฮโมซิสเทอีน ทำให้โฮโมซิสเทอีนเปลี่ยนกลับไปเป็นเมไทโอนีน มีวิถีการรีเมทิลเลชันที่รู้จักกันอยู่สองวิถี วิถีหนึ่งต้องใช้วิตามินบี₉ (โฟเลต) และบี₁₂ (โคบาลามิน) ซึ่งเป็นตัวขับเคลื่อนเอนไซม์ MTR ( เมไทโอนีนซินเทส ) และ MTRR ( เมไทโอนีนซินเทสรีดักเทส ) ส่วนอีกวิถีหนึ่งใช้ TMG ( ไตรเมทิลไกลซีน ) เป็นตัวขับเคลื่อน เอนไซม์ BHMT (เบทาอีน-โฮโมซิสเทอีนเมทิลทรานสเฟอเรส)

กระบวนการทรานส์ซัลฟูเรชันจะเปลี่ยนโฮโมซิสเทอีนเป็นซิสตาไทโอนีนเส้นทางนี้ต้องการวิตามินบี₆เพื่อขับเคลื่อนเอนไซม์ CBS ( ซิสตาไทโอนีนเบตาซินเทส ) ^{[ 3 ]}ซิสตาไทโอนีนเป็นสารตั้งต้นโดยตรงของกรดอะมิโนซิสเท อีน ซึ่ง (พร้อมกับกลูตาเมตและไกลซีน ) จะถูกรวมเข้ากับไตรเปปไทด์กลูตาไทโอน ซึ่งเป็น สารต้านอนุมูลอิสระหลักในร่างกายมนุษย์

ดังนั้น โฮโมซิสเตอีนจึงเป็นสารตั้งต้นทางเมตาบอลิซึมที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม ระดับโฮโมซิสเตอีนที่สูงเกินไปอาจส่งผลให้เกิดภาวะไฮเปอร์โฮโมซิสเตอีนีเมีย ซึ่งถือเป็นตัวบ่งชี้ความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือด โฮโมซิสเตอีนน่าจะมีส่วนทำให้เกิดภาวะ หลอดเลือดแดงแข็ง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บจาก ภาวะขาดเลือด ดังนั้น ภาวะไฮเปอร์โฮโมซิส เตอีนีเมียจึงเป็นปัจจัยเสี่ยงที่เป็นไปได้สำหรับโรคหลอดเลือดหัวใจ โรคหลอดเลือดหัวใจเกิดขึ้นเมื่อคราบพลัคในหลอดเลือดแดงแข็งปิดกั้นการไหลเวียนของเลือดไปยังหลอดเลือดหัวใจซึ่งส่งเลือดที่มีออกซิเจนไปยังหัวใจ^{[ 4 ] [ 5 ]}ภาวะไฮเปอร์โฮโมซิสเตอีนีเมียยังมีความสัมพันธ์กับการเกิดลิ่มเลือด หัวใจวาย และโรคหลอดเลือดสมอง แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่าภาวะไฮเปอร์โฮโมซิสเตอีนีเมียเป็นปัจจัยเสี่ยงอิสระสำหรับภาวะเหล่านี้หรือไม่^{[ 6 ]}ภาวะไฮเปอร์โฮโมซิสเตอีนีเมียยังมีความเกี่ยวข้องกับการแท้งบุตรในระยะเริ่มต้น^{[ 7 ]}และ ความผิด ปกติของท่อประสาท^{[ 8 ]}

โฮโมซิสเทอีนถูกสังเคราะห์ทางชีวภาพตามธรรมชาติผ่านกระบวนการหลายขั้นตอน^{[ 9 ]}ขั้นแรก เมไทโอนีนจะได้รับกลุ่มอะดีโนซีนจากATPซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เร่งโดยS-adenosyl-methionine synthetaseเพื่อให้ได้S -adenosyl methionine (SAM) SAM เป็นแหล่งของเมทิลเรดิคัลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นโคแฟคเตอร์สำหรับเอนไซม์เรดิคัล SAMการถ่ายโอนกลุ่มเมทิลไปยังโมเลกุลตัวรับส่งผลให้เกิดการสร้าง S-adenosyl-homocysteine ​​การไฮโดรไลซิสของไทโออีเทอร์นี้จะให้L - homocysteine ​​L -Homocysteine ​​ทำปฏิกิริยากับเตตระไฮโดรโฟเลต (THF) เพื่อให้ได้L - methionine ^{[ 10 ]}

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสังเคราะห์กรดอะมิโนซิสทีนผ่านทางโฮโมซิสทีนเอนไซม์ซิสตาไทโอนีน β-ซินเทสเร่งปฏิกิริยาการควบแน่นของโฮโมซิสทีนและเซอรีนเพื่อให้ได้ซิสตาไทโอนี น ปฏิกิริยานี้ใช้ไพริดอกซาลฟอสเฟต (วิตามินบี₆ ) เป็นโคแฟคเตอร์ จากนั้น เอนไซม์ซิสตาไทโอนีน γ-ไลเอสจะเปลี่ยนกรดอะมิโนคู่นี้ให้เป็นซิสทีน แอมโมเนีย และ α-คีโตบิวทิเรต แบคทีเรียและพืชอาศัยเส้นทางที่แตกต่างกันในการผลิตซิสทีน โดยอาศัยO-อะเซทิลเซอรีน^{[ 11 ]}

โฮโมซิสเทอีนสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเมไทโอนีนได้ กระบวนการนี้ใช้ N5-เมทิลเตตระไฮโดรโฟเลตเป็นตัวให้หมู่เมทิล และ เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ เมทิลโคบาลามิน (วิตามินบี₁₂ ) รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเอนไซม์เหล่านี้สามารถพบได้ในบทความเกี่ยวกับเมไทโอนีนซินเทส

โฮโมซิสเทอีนสามารถเกิดการสร้างวงแหวนเพื่อให้ได้โฮโมซิสเทอีนไทโอแลคโตน ซึ่งเป็นเฮ เทอโรไซเคิล ห้าสมาชิกเนื่องจากปฏิกิริยา "การสร้างวงแหวนด้วยตัวเอง" นี้เปปไทด์ ที่มีโฮโมซิสเทอีน จึงมีแนวโน้มที่จะแตกตัวออกเองโดยปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดความเครียดออกซิเดชัน^{[ 12 ]}

นอกจากนี้ โฮโมซิสเทอีนยังทำหน้าที่เป็นตัวต้านอัลโลสเตอริกที่ตัวรับโด ปามีน _{D2 อีกด้วย} ^{[ 13 ]}

มีการเสนอว่าทั้งโฮโมซิสเทอีนและไทโอแลคโตนอาจมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกยุคแรก^{[ 14 ]}

โดยทั่วไประดับโฮโมซิสเตอีนจะสูงกว่าในผู้ชายมากกว่าผู้หญิง และจะเพิ่มขึ้นตามอายุ^{[ 15 ] [ 16 ]}

ระดับทั่วไปในประชากรตะวันตกอยู่ที่ 10 ถึง 12 μmol/L และระดับ 20 μmol/L พบได้ในประชากรที่มีการบริโภควิตามินบีต่ำหรือในผู้สูงอายุ (เช่น รอตเตอร์ดัม แฟรมิงแฮม) ^{[ 17 ] [ 18 ]}

จะลดลงเมื่อมีการดักจับเมทิลโฟเลต โดยจะมีกรดเมทิลมาโลนิกลดลง โฟเลตเพิ่มขึ้น และกรดฟอร์มิมิโนกลูตามิกลด ลง ^{[ 19 ]}ซึ่งตรงกันข้ามกับการกลายพันธุ์ MTHFR C677T ซึ่งส่งผลให้โฮโมซิสเตอีนเพิ่มขึ้น

ช่วงค่าข้างต้นเป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น ผลการทดสอบควรได้รับการตีความโดยใช้ช่วงค่าที่ห้องปฏิบัติการที่ทำการทดสอบกำหนดไว้เสมอ

ระดับโฮโมซิสเตอีนในซีรั่มที่สูงผิดปกติ สูงกว่า 15 μmol/L ถือเป็นภาวะทางการแพทย์ที่เรียกว่าภาวะไฮเปอร์โฮโมซิสเตอีนีเมีย [ ^{23 ] มี}การกล่าวอ้างว่าภาวะนี้เป็นปัจจัยเสี่ยงสำคัญต่อการเกิดโรคต่างๆ มากมาย รวมแล้วมากกว่า 100 โรค^{[ 24 ]}รวมถึง โรค หลอดเลือดอุดตัน [ ^{25 ] โรค}ทางจิตเวช^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะสมอง เสื่อม ^{[ 30 ]}และกระดูกหัก^{[ 31 ] [ 32 ]}นอกจากนี้ยังพบว่ามีความเกี่ยวข้องกับภาวะไมโครอัลบูมินูเรีย ( อัลบูมินูเรียเพิ่มขึ้นปานกลาง ) ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดและภาวะไตทำงานผิดปกติในอนาคต^{[ 33 ]} การขาด วิตามินบี₁₂แม้จะมีระดับโฟเลตในซีรั่มสูง ก็ยังพบว่าทำให้ความเข้มข้นของโฮโมซิสเตอีนโดยรวมเพิ่มขึ้นเช่นกัน^{[ 34 ]}

โดยทั่วไป ภาวะระดับโฮโมซิสเตอีนในเลือดสูงจะได้รับการจัดการด้วยการเสริม วิตามินบี ₆วิตามินบี₉และวิตามินบี₁₂ ^{[ 35 ]}อย่างไรก็ตาม การเสริมวิตามินเหล่านี้ดูเหมือนจะไม่ช่วยปรับปรุงผลลัพธ์ของโรคหัวใจและหลอดเลือด^{[ 36 ]}ข้อควรพิจารณาที่สำคัญเมื่อเสริมกรดโฟลิก (วิตามินบี₉ ) โดยเฉพาะคือการใช้ในปริมาณที่ต่ำกว่า การเสริมกรดโฟลิกมากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพ รวมถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคหัวใจและหลอดเลือด^{[ 37 ]}และการเกิดมะเร็ง^{[ 38 ]} มีการแสดงให้เห็นว่าปริมาณกรดโฟลิกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการลดระดับโฮโมซิสเตอีนคือไม่เกิน 1.2 มิลลิกรัมต่อวัน ปริมาณที่สูงกว่านี้ไม่ได้ส่งผลให้ระดับโฮโมซิสเตอีนลดลงมากขึ้นในประชากรทั่วไป ซึ่งไม่รวมถึงบุคคลที่มีการกลายพันธุ์บางอย่างในยีน MTHFR ^{[ 37 ]}

การกลายพันธุ์บางอย่างในเอนไซม์ MTR, MTHFR และ MTRR อาจทำให้เกิดภาวะไฮเปอร์โฮโมซิสเตอีนในเลือด^{[ 39 ]}สามารถรักษาได้โดยการเสริมด้วยเมทิลโฟเลต, P5P และเมทิลโคบาลามิน ซึ่งเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของโฟเลต วิตามินบี₆และวิตามินบี_{12 ตามลำดับ การรักษานี้ยังช่วยลดระดับคอเลสเตอรอล} LDLอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดในระดับต่ำถึงปานกลาง อย่างไรก็ตาม การรักษานี้ไม่มีผลต่อ ระดับคอเลสเตอรอล HDLหรือการวัดไขมัน อย่างมีนัยสำคัญ ^{[ 40 ]}

Wikiversity มีแหล่งข้อมูลการเรียนรู้เกี่ยวกับโฮโมซิสเตอีน

• สเปกตรัม MS ของโฮโมซิสเตอีน
• การตรวจ ระดับโฮโมซิสเตอีนทางออนไลน์
• ศาสตราจารย์เดวิด สเปนซ์ กล่าวถึงระดับโฮโมซิสเตอีน ความเสียหายของไต และโรคหัวใจและหลอดเลือดในรายการ The Health Reportทางสถานีวิทยุ Radio National วันที่ 24 พฤษภาคม 2010