METIONINA: CARACTERÍSTIQUES, FUNCIONS, ALIMENTS, BENEFICIS - BIOLOGIA - 2025

La metionina (Met, M) és un aminoàcid classificat dins el grup dels aminoàcids hidrofòbics o apolars. Aquest aminoàcid conté sofre (S) en la seva cadena lateral que pot reaccionar amb àtoms metàl·lics o amb grups electròfils.

La metionina va ser descoberta per John Howard Mueller en la segona dècada de segle XX. Mueller va aïllar la metionina a partir de caseïna, una proteïna que ell feia servir per al creixement dels cultius de estreptococs hemolítics.

Estructura química de l'aminoàcid Metionina (Font: Hbf878 via Wikimedia Commons)

El nom de "metionina" és una abreviatura del nom químic d'aquest aminoàcid: l'àcid γ-metiltiol-α-aminobutíric, i va ser introduït per S. Odake en 1925.

És un aminoàcid essencial per als mamífers i pot entrar a la ruta de la síntesi de cisteïna, aminoàcid no essencial, mentre el cos obtingui metionina a partir de la dieta. Les plantes i els bacteris ho sintetitzen a partir de la homocisteïna, un derivat de la cisteïna i de la homoserina.

El seu catabolisme implica, d'una banda, l'eliminació de l'nitrogen de la seva estructura i la seva excreció com urea i, de l'altra, la transformació de la seva cadena carbonada en succinil CoA.

Juntament amb la valina i la treonina, la metionina es considera un aminoàcid glucogènic, ja que aquests aminoàcids poden convertir-se en succinat i entrar a el cicle de Krebs. Els aminoàcids glucogènics són capaços d'originar carbohidrats i, per tant, glucosa.

Hi ha molts aliments rics en metionina com la tonyina, les carns, la clara d'ou, els formatges i la fruita seca.

La metionina és fonamental per a la síntesi de moltes proteïnes, compleix amb funcions importants en el metabolisme dels greixos, principalment per al múscul esquelètic, i també participa com a antioxidant.

Existeixen nombrosos trastorns relacionats amb el metabolisme de la metionina i de el sofre que s'associen a patologies amb diferent grau d'implicacions per a la salut. Alguns indueixen a l'acumulació de homocisteïna, el que s'acompanya de trombosi, alteracions de el sistema nerviós central (SNC), greu retard mental i de el sistema esquelètic.

D'altres, com la manca de la adenosiltransferasa, que és la primera enzim que actua en la degradació de la metionina, porta com a conseqüència l'acumulació de metionina, una patologia relativament benigna que es controla restringint els aliments rics en metionina de la dieta.

Característiques

La metionina és un aminoàcid essencial que no és produït pel cos humà ni pel de molts. Aquest és un excel·lent antioxidant i una font de sofre per al nostre cos.

Els requeriments diaris de metionina per als lactants són de 45 mg / dia, en nens és de 800 mg / dia i en adults es troba entre 350 i 1.100 mg / dia.

La metionina és una de les principals fonts de sofre de l'organisme; el sofre és un component fonamental d'algunes vitamines com la tiamina o vitamina B1, d'algunes hormones com el glucagó, la insulina i algunes hormones hipofisàries.

És a la queratina, que és una proteïna de la pell, ungles i cabell, i també és important per a la síntesi de col·lagen i creatina. Per tant, la metionina a l'ésser la font de sofre es relaciona amb totes les funcions de l'sofre o de les substàncies orgàniques que el contenen.

estructura

La fórmula química de la metionina és HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 i la seva fórmula molecular és C5H11NO2S. És un aminoàcid essencial hidrofòbic, classificat dins dels aminoàcids apolars.

Té un carboni α unit a un grup amino (-NH2), a un grup carboxil (-COOH), a un àtom d'hidrogen ia una cadena lateral (-R) que conté sofre i que està constituïda de la següent manera: -CH2 -CH2-S-CH3.

Tots els aminoàcids, amb excepció de la glicina, poden existir com enantiòmers en forma L o D, de manera que pot existir L-metionina i D-metionina. No obstant això, només la L-metionina es troba en l'estructura de les proteïnes cel·lulars.

Aquest aminoàcid té unes constants de dissociació pK 1 de 2.28 i PK2 de 9.21, i un punt isoelèctric de 5.8.

funcions

La metionina és un aminoàcid essencial per a la síntesi de moltes proteïnes, entre les quals hi ha algunes hormones, les proteïnes constitutives de la pell, pèl i ungles, etc.

S'usa com a relaxant natural per dormir i és molt important per al bon estat de les ungles, la pell i el cabell. Prevé algunes malalties hepàtiques i cardíaques; evita l'acumulació de greixos en les artèries i és indispensable per a la síntesi de cisteïna i taurina.

Afavoreix l'ús de greixos com a energia i intervé en el transport i la utilització de les mateixes, sobretot en el múscul esquelètic, per la qual cosa és molt important per a l'exercici muscular.

Redueix els nivells d'histamina. És un antioxidant natural, ja que ajuda a reduir els radicals lliures. També té propietats antidepressives i ansiolíticas.

Un altre ús recent de la metionina com "radiotraçador" per a l'estudi imagenológico a les tomografies per emissió de positrons (PET) en el camp de la neuro-oncologia.

També té un extensiu ús com ràdio-contrast per als gliomes, tant en el procés de planificació de les extraccions quirúrgiques, com per al monitoratge de la resposta a l'tractament i l'avaluació de les recurrències.

Recentment s'ha provat eficientment l'ús de la metionina per millorar el creixement de les plantes de soja.

biosíntesi

La biosíntesi de metionina va ser descrita i publicada el 1931 pel britànic George Barger i el seu assistent Frederick Philip COINE.

Els bacteris i les plantes poden sintetitzar metionina i cisteïna, però, la major part dels animals obtenen la metionina de la dieta i la cisteïna a partir d'una ruta biosintètica que parteix de metionina com a substrat inicial (també adquireixen cisteïna amb els aliments consumits en la dieta).

ruta biosintètica

Les plantes i els bacteris utilitzen la cisteïna com a font de sofre i la homoserina com a font de l'esquelet carbonat per a la síntesi de metionina. La homoserina la sintetitzen a partir d'aspartat per mitjà de tres reaccions enzimàtiques:

(1) El aspartat es converteix en β-aspartil fosfat per mitjà d'un enzim aspartat quinasa, després (2) es converteix en β-semialdehid aspàrtic, que (3) gràcies a l'acció de la homoserina deshidrogenasa genera homoserina.

El primer pas de la síntesi de metionina és la reacció de la homoserina amb el succinil-CoA per formar O-succinil homoserina. En aquesta reacció, el succinil-CoA és escindit, amb el que s'allibera la porció CoA i el succinat s'uneix a la homoserina.

A la ruta biosintètica, el pas regulat o de control és aquesta primera reacció enzimàtica, ja que la metionina, que és el producte final, acaba inhibint l'enzim homoserina succinil transferasa.

El segon pas de la síntesi és la reacció de l'O-succinil homoserina amb la cisteïna, que és catalitzada per l'enzim cistationina γ-sintetasa, amb la generació de cistationina.

La tercera reacció d'aquesta ruta és catalitzada per la β-cistationina, que trenca la cistatiotina de manera que el sofre queda unit a una cadena lateral de quatre àtoms de carboni que deriva de la homoserina. El resultat d'aquesta reacció és la formació d'homocisteïna i l'alliberament d'1 piruvat i 1 ió NH4 +.

L'última reacció és catalitzada per l'homocisteïna metiltransferasa, que té com a substrat a l'homocisteïna i al costat de la coenzim metilcobalamina (derivada de la vitamina B12 (cianocobalamina)) transfereix un grup metil des del 5-metiltetrahidrofolato a el grup sulfhidril de l'homocisteïna i dóna origen a la metionina.

En aquesta reacció queda lliure un tetrahidrofolat.

degradació

La metionina, la isoleucina i la valina es catabolizan a succinil-CoA. Les tres cinquenes parts dels carbonis de la metionina formen succinil-CoA, els carbonis dels carboxils formen CO2 i el grup metil de la metionina s'elimina com a tal.

El primer pas de la degradació de la metionina implica la condensació de la L-metionina amb ATP per mitjà de la L-metionina adenosil transferasa donant origen a la S-adenosil-L-metionina, anomenada també "metionina activa".

El grup S-metil és transferit a diversos acceptors i així es forma la S-adenosil-L-homocisteína que perd per hidròlisi 1 adenosina i es converteix en L-homocisteína. Després la homocisteïna s'uneix a la serina per formar cistationina. Aquesta reacció és catalitzada per la cistationina β-sintetasa.

La cistationina s'hidrolitza i dóna origen a L-homoserina ja cisteïna. És així com l'homocisteïna s'origina a la homoserina i la serina genera cisteïna, de manera que aquesta reacció és comú per a la biosíntesi de cisteïna a partir de serina.

A continuació, la homoserina desaminasa converteix la homoserina en α-cetobutirato, alliberant-1 NH4. L'α-cetobutirato, en presència de CoA-SH i NAD +, forma propionil-CoA, que després es converteix en metilmalonil-CoA i aquest es converteix en succinil-CoA.

D'aquesta forma, part de la cadena carbonada de la metionina acaba formant un substrat gluconeogènic, el succinil-CoA, que llavors podrà integrar-se a la síntesi de glucosa; és per aquesta raó que la metionina es considera un aminoàcid glucogènic.

Una ruta alternativa per a la degradació de la metionina és la seva feina com a substrat energètic.

El nitrogen de la metionina, com el de tots els aminoàcids, és remogut de l'carboni α per transaminació, i aquest grup α-amino és finalment transferit a l'L-glutamat. Per desaminació oxidativa, aquest nitrogen entra a el cicle de la urea i és eliminat per l'orina.

Aliments rics en metionina

Entre els aliments rics en metionina es troben:

- La clara d'ou.

- Derivats làctics com el formatge madurat, el formatge crema i el iogurt.

- El peix, especialment els anomenats peixos blaus com la tonyina o el peix espasa.

- El cranc, la llagosta i la gambeta són fonts importants de metionina.

- Les carns de porc, de vaca i de pollastre.

- Les nous i altres fruits secs són rics en metionina i representen substituts proteics per als vegetarians i vegans.

- Les llavors de sèsam, de carbassa i el pistatxo.

També es troba en els fesols blancs i negres, a la soja, en el blat de moro i en vegetals de fulles verdes com les fulles de nap, l'espinac i les bledes. El bròquil, carbassó i la carbassa són rics en metionina.

Beneficis de la seva ingesta

Sent un aminoàcid essencial, la seva ingesta és indispensable per complir amb totes les funcions en què participa. A l'fomentar el transport dels greixos per a la seva ocupació combustible energètic, la metionina protegeix el fetge ia les artèries contra l'acumulació de greixos.

La seva ingesta és beneficiosa per a la protecció de l'organisme contra afeccions com el fetge gras i l'aterosclerosi.

La metionina ha demostrat ser eficient per al tractament d'alguns casos severs de mieloneuropatias induïdes per òxid nítric i anèmies macrocítiques que no responen a el tractament amb vitamina B12.

L'ús de la S-adenosil-L-metionina (SAM) és efectiu com a tractament natural i alternatiu per de la depressió. Això es deu al fet que el SAM és una donador de grups metilos que està involucrat en la síntesi de diversos neurotransmissors amb propietats antidepressives en el cervell.

L'estrès oxidatiu està involucrat, al menys en part, al mal de diversos òrgans, entre ells el fetge, els ronyons i el cervell. L'ús d'antioxidants com la metionina ha estat postulat per prevenir i corregir els danys causats per l'estrès oxidatiu.

Trastorns per deficiència

Hi ha algunes patologies relacionades amb el metabolisme de la metionina, que tenen a veure amb la seva absorció intestinal, el que porta com a conseqüència l'acumulació de certs metabòlits o el dèficit franc de l'aminoàcid.

En el cas dels trastorns metabòlics de la metionina els més comuns són les anomenades homocistinurias que són de tipus I, II, III i IV:

Les homocistinurias de tipus I es deuen a el dèficit de cistationina β-sintetasa i s'acompanyen de símptomes clínics semblants a la trombosi, osteoporosi, luxació de l'cristal·lí i, freqüentment, retard mental.

Les homocistinurias de tipus II es produeixen pel dèficit de N5N10-metilentetrahidrofolato reductasa. Les homocistinurias de tipus III es deuen a la disminució de la N5-metiltetrahidrofolato-homocisteïna transmetilasa, per dèficit de síntesi de metilcobalamina.

I finalment, les homocistinurias de tipus IV es relacionen amb una reducció de la N5-metiltetrahidrofolato-homocisteïna transmetilasa causa de l'absorció defectuosa de cobalamina.

Les homocistinurias són defectes hereditaris de el metabolisme de la metionina i es presenten amb una freqüència en 1 de cada 160.000 nounats. En aquesta patologia s'excreten diàriament uns 300 mg de homocistina juntament amb S-adenosil metionina, el que s'acompanya d'un increment en la metionina plasmàtica.

La reducció de la ingesta de metionina i l'augment de cisteïna en la dieta en etapes primerenques de la vida evita els canvis patològics induïts per aquestes malalties i permet un desenvolupament normal.

En el cas de el dèficit per mala absorció de metionina, els efectes més importants es relacionen amb falles en la mielinització de les fibres nervioses de el sistema nerviós central (SNC) que poden associar-se a cert grau de retard mental.

referències

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, & Amin, GA (2018). Improving Growth, Some Biochemical Aspects and Yield of Three Cultivars of Soybean Plant by méthionine Treatment Under Sandy Soil Condition. International Journal of Environmental Research, 13, 1-9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Bioquímica (3th ed.). San Francisco, Califòrnia: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Rol dels S-adenosyl-L-méthionine in the treatment of depressió: A review of the evidence. American Journal of Clinical Nutrition, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper 's Illustrated Bioquímica (28th ed.). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Antioxidant effects of α tocopherol, ascorbic acid and L-méthionine on lead induced oxidative stress to the liver, kidney and brain in rats. Toxicologia, 162 (2), 81-88.
6. Rawn, JD (1998). Bioquímica. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Méthionine in the treatment of nitrous-oxide-induced neuropathy and myeloneuropathy. Journal of Neurology, 239 (7), 401-403.