Альфа-кетоглутаровая кислота

α-Кетоглутаровая (альфа-кетоглутаровая) кислота — одно из двух кетоновых производных глутаровой кислоты. Название «кетоглутаровая кислота» без дополнительных обозначений обычно означает альфа-форму. Отличается от β-кетоглутаровой кислоты только положением кетонной функциональной группы и встречается гораздо реже^[1].

Альфа-​кетоглутаровая кислота
Общие
Систематическое наименование	2-​оксопентандиовая кислота
Традиционные названия	α-кетоглутаровая кислота, 2-оксоглутаровая кислота
Хим. формула	C5H6O5
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	146,0981 ± 0,0059 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	112–116 °C
• кипения	160 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	10 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	328-50-7
PubChem	51
Рег. номер EINECS	206-330-3
SMILES	O=C(O)C(=O)CCC(=O)O
InChI	InChI=1S/C5H6O5/c6-3(5(9)10)1-2-4(7)8/h1-2H2,(H,7,8)(H,9,10) KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	30915
ChemSpider	50
Безопасность
Токсичность	едкое вещество, сильно раздражает кожу, является ирритантом
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Анион α-кетоглутаровой кислоты, α-кетоглутарат (также называемый оксоглутарат) — важное биологическое соединение. Это кетокислота, которая образуется при дезаминировании глутамата. α-Кетоглутарат является одним из соединений, образующихся в цикле Кребса.^[1][2]

Биологическое значение

Цикл Кребса

α-Кетоглутарат — ключевой продукт цикла трикарбоновых кислот , образуется в результате декарбоксилирования изоцитрата и превращается в сукцинил-CoA в альфа-кетоглутарат дегидрогеназном комплексе. Анаплеротические реакции могут пополнять цикл на данном этапе путём синтеза α-кетоглутарата трансаминированием глутамата, или действием глутаматдегидрогеназы на глутамат.^[2]

Синтез аминокислот

Глутамин синтезируется из глутамата с помощью фермента глутаминсинтетазы, которая на первой стадии образует глутамилфосфат, используя в качестве донора фосфата АТФ; глутамин образуется в результате нуклеофильного замещения фосфата катионом аммония в глутамилфосфате, продуктами реакции являются глутамин и неорганический фосфат.^[2]

Транспорт аммиака

Другой функцией альфа-кетоглутаровой кислоты является транспорт аммиака, выделяющегося в результате катаболизма аминокислот.^[2]

α-Кетоглутарат — один из важнейших переносчиков аммиака в метаболических путях. Аминогруппы от аминокислот прикрепляются к α-кетоглутарату в реакции трансаминирования и переносятся в печень, попадая в цикл мочевины.^[3]

Продление жизни

Обнаружено, что α-кетоглутарат, благодаря его способности подавлять АТФ-синтазу и таким образом понижать уровень АТФ, а также ингибировать mTOR, способен увеличивать продолжительности жизни нематод^[4], мухи Drosophila^[5] и мыши^[6]

Примечания

1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е. С. Северина и А. Я. Николаева. — М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. — 448 с., ил.
2. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии: Учеб. для хим. и биол. спец. пед. ун-тов и ин-тов / Ю. Б. Филиппович. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: «Агар», 1999. — 512 с., ил.
3. Березов Т. Т. Биологическая химия: Учебник / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1998. — 704 с., ил.
4. Chin, R. M., Fu, X., Pai, M. Y., Vergnes, L., Hwang, H., Deng, G., ... & Hu, E. (2014). The metabolite α-ketoglutarate extends lifespan by inhibiting ATP synthase and TOR. Nature, 510(7505), 397-401. doi:10.1038/nature13264 PMC 4263271 PMID 24828042
5. Su, Y., Wang, T., Wu, N., Li, D., Fan, X., Xu, Z., ... & Yang, M. (2019). Alpha-ketoglutarate extends Drosophila lifespan by inhibiting mTOR and activating AMPK. Aging (Albany NY), 11(12), 4183. doi:10.18632/aging.102045 PMC 6629006 PMID 31242135
6. Shahmirzadi, A. A., Edgar, D., Liao, C. Y., Hsu, Y. M., Lucanic, M., Shahmirzadi, A. A., ... & Kuehnemann, C. (2020). Alpha-ketoglutarate, an endogenous metabolite, extends lifespan and compresses morbidity in aging mice. Cell Metabolism, 32(3), 447-456.e6 doi:10.1016/j.cmet.2020.08.004 PMID 32877690