Ácido α-cetoglutárico

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
Nombre IUPAC
ácido 2-oxopentanedioico
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular C
5H
6O
5
Identificadores
Número CAS 328-50-7[1]
ChEBI 30915
ChEMBL 1686
ChemSpider 50
DrugBank DB02926
PubChem 51
UNII 8ID597Z82X
KEGG C00026
O=C(O)C(=O)CCC(=O)O
InChI=1S/C5H6O5/c6-3(5(9)10)1-2-4(7)8/h1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)
Key: KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N
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.

Funciones

Ciclo de Krebs

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 aminoácidos

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 nitrógeno

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 molecular

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.

Antioxidante

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

Longevidad

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

Producción

El α-cetoglutarato puede ser producido por:

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

  • Creatina-alfa cetoglutarato

Referencias
  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. , doi:10.1038/nature13264


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