Триметиламин N -оксид
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК N , N -Диметилметанамин N -оксид | |
| Другие имена Оксид триметиламина, ТМАО, ТМАНО | |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.341 |
| КЕГГ | |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ |
|
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| C3H9NC3H9NO | |
| Молярная масса | 75.11 |
| Появление | бесцветное твердое вещество |
| Температура плавления | От 220 до 222 ° C (от 428 до 432 ° F; от 493 до 495 К) (дигидрат: 96 ° C) |
| хороший | |
| 5,4 Д | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
триметиламина N -оксид ( ТМАО ) представляет собой органическое соединение формулы (CH 3 ) 3 NO. Он относится к классу аминооксидов . Хотя безводное соединение известно, N -оксид триметиламина обычно встречается в виде дигидрата . И безводные, и гидратированные материалы представляют собой белые водорастворимые твердые вещества.
ТМАО содержится в тканях морских ракообразных и морских рыб, где он не позволяет давлению воды искажать белки и тем самым убивать животное. Концентрация ТМАО увеличивается с глубиной обитания животного; ТМАО обнаруживается в высоких концентрациях у самого глубоководного описанного вида рыб, Pseudoliparis swirei , который был обнаружен в Марианской впадине на зарегистрированной глубине 8 076 м (26 496 футов). [1] [2]
У животных ТМАО является продуктом окисления триметиламина , распространенного метаболита соединений триметилчетвертичного аммония, таких как холин , триметилглицин и L-карнитин . [3] Высокие концентрации ТМАО связаны с повышенным риском смертности от всех причин и сердечно-сосудистых заболеваний. [4] [5] [6]
Морские животные
[ редактировать ]триметиламина N -оксид представляет собой осмолит, обнаруженный в моллюсках, ракообразных и всех морских и костистых рыбах. Это стабилизатор белка, который служит для противодействия дестабилизирующему белок эффекту давления. В целом, тела животных, живущих на большой глубине, адаптированы к среде высокого давления благодаря наличию в их клетках устойчивых к давлению биомолекул и небольших органических молекул, известных как пьезолиты, из которых ТМАО является наиболее распространенным. Эти пьезолиты придают белкам гибкость, необходимую им для правильного функционирования под большим давлением. [1] [2] [7] [8] [9]
ТМАО разлагается до триметиламина (ТМА), который является основным запахом , характерным для разлагающихся морепродуктов.
ТМАО в рационе
[ редактировать ]Уровни ТМАО повышаются при потреблении животного белка, такого как яйца, красное мясо , моллюски и общее потребление рыбы . [10] [11] Растительные диеты, такие как веганская, вегетарианская и средиземноморская диета, снижают уровень ТМАО. [11] [12]
Химия
[ редактировать ]ТМАО можно синтезировать из ТМА обработкой перекисью водорода : [13]
- Н 2 О 2 + (СН 3 ) 3 Н → Н 2 О + (СН 3 ) 3 НЕТ
Дигидрат обезвоживают азеотропной перегонкой из диметилформамида . [14]
Лабораторные приложения
[ редактировать ]Оксид триметиламина используется в экспериментах по сворачиванию белков, чтобы противодействовать эффектам разворачивания мочевины . [15]
В металлоорганической реакции нуклеофильного отрыва Me 3 NO используется в качестве агента декарбонилирования в соответствии со следующей стехиометрией :
- M(CO) n + Me 3 NO + L → M(CO) n −1 L + Me 3 N + CO 2
Эту реакцию используют для разложения органических лигандов с металлов, например, с (диена)Fe(CO) 3 . [13]
Он используется в некоторых реакциях окисления, например, превращении алкилйодидов в соответствующий альдегид . [16]
Влияние на стабильность белка
[ редактировать ]Обнаружено, что воздействие ТМАО на основную цепь и заряженные остатки пептидов стабилизирует компактные конформации, [17] тогда как воздействие ТМАО на неполярные остатки приводит к набуханию пептида. Это предполагает конкурирующие механизмы воздействия ТМАО на белки, которые отвечают за гидрофобное набухание, коллапс основной цепи и стабилизацию взаимодействий заряд-заряд. Эти механизмы наблюдаются в клетке Trp. [18]
расстройства
[ редактировать ]Триметиламинурия
[ редактировать ]Триметиламинурия — редкий дефект продукции фермента флавинсодержащей монооксигеназы 3 ( FMO3 ). [19] [20] Люди, страдающие триметиламинурией, не способны превращать триметиламин, полученный из холина, в оксид триметиламина. Затем триметиламин накапливается и выделяется с потом, мочой и дыханием человека, создавая сильный рыбный запах.
Влияние на здоровье
[ редактировать ]Смертность
[ редактировать ]Высокие концентрации циркулирующего ТМАО связаны с повышенным риском смертности от всех причин . [4] [21]
Сердечно-сосудистые заболевания
[ редактировать ]Высокие концентрации циркулирующего ТМАО связаны с повышенным риском сердечно-сосудистых событий. [4] [21] и инсульты в частности. [22]
Гипертония
[ редактировать ]Высокие концентрации циркулирующего ТМАО связаны с повышенным риском гипертонии . [23] [24]
Потенциальная токсичность
[ редактировать ]Доступны рекомендации по пределам воздействия с подробным описанием токсичности, например, «Рекомендации Научного комитета по пределам профессионального воздействия» Комиссии Европейского Союза. [25]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Линли, Т.Д., М.Е. Герринджер, П.Х. Янси, Дж. К. Дразен, К. Л. Вайнсток, Эй. Джей Джеймисон (2016). «Рыбы хадальной зоны, включая новые виды, наблюдения на месте и записи липарид на глубине» . Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 114 : 99–110. Бибкод : 2016DSRI..114...99L . дои : 10.1016/j.dsr.2016.05.003 .
- ^ Перейти обратно: а б Герринджер, М.Э., Т.Д. Линли, П.Х. Янси, Эй.Дж. Джеймисон, Э. Гетце, Дж.К. Дразен (2016). «Pseudoliparis swirei sp. nov.: Недавно обнаруженная улитка-хадал (Scorpaeniformes: Liparidae) из Марианской впадины» . Зоотакса . 4358 (1): 161–177. дои : 10.11646/zootaxa.4358.1.7 . ПМИД 29245485 .
- ^ Бейкер-младший, Чайкин С. (1 апреля 1962 г.). «Биосинтез триметиламин- N -оксида» . Ж. Биол. хим. 237 (4): 1309–13. дои : 10.1016/S0021-9258(18)60325-4 . ПМИД 13864146 .
- ^ Перейти обратно: а б с Скиаттарелла Г.Г., Саннино А., Тоскано Е., Джулиано Г., Гарджуло Г., Францоне А., Тримарко Б., Эспозито Г., Перрино К. (2017). «Метаболит триметиламин-N-оксид, вырабатываемый кишечными микробами, как биомаркер сердечно-сосудистого риска: систематический обзор и метаанализ зависимости реакции от дозы» . Европейский кардиологический журнал . 38 (39): 2948–2956. doi : 10.1093/eurheartj/ehx342 . ПМИД 29020409 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ли Д, Лу Й, Юань С, Цай Икс, Хэ Й, Чен Дж, Ву Ц, Хэ Д, Фанг А, Бо Й, Сонг П, Богарт Д, Цилидис К, Ларссон СК, Ю Х, Чжу Х, Теодорату Е , Чжу Ю, Ли Х. (2022). «Метаболит триметиламин-N-оксид, полученный из кишечной микробиоты, и многочисленные последствия для здоровья: общий обзор и обновленный метаанализ» . Ам Дж Клин Нутр . 116 (1): 230–243. doi : 10.1093/ajcn/nqac074 . ПМЦ 9257469 . ПМИД 35348578 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Дин Ю.Е., Рузан С.С., Лоайса Пинтадо Дж.Дж., Талат Н.Е., Мохамед АРХ, Верма С., Анвар Камди З., Гир Д., Хелми А., Хелми З., Афзал А., Мэди Т., Хазиме Ю., Айаш Х. (2023). «Уровни триметиламина N-оксида в сыворотке крови у пациентов с ишемической болезнью сердца и острым коронарным синдромом: систематический обзор и метаанализ» . Анналы медицины и хирургии . 85 (12): 6123–6133. дои : 10.1097/MS9.0000000000001426 . ПМЦ 10718322 . ПМИД 38098555 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Янси, П. (2005). «Органические осмолиты как совместимые, метаболические и противодействующие цитопротекторы при высокой осмолярности и других стрессах» . Дж. Эксп. Биол. 208 (15): 2819–2830. дои : 10.1242/jeb.01730 . ПМИД 16043587 .
- ^ Веласкес М., Рамезани А., Манал А., Радж Д. (8 ноября 2016 г.). «Н-оксид триметиламина: хорошее, плохое и неизвестное» . Токсины . 8 (11): 326. doi : 10.3390/toxins8110326 . ПМК 5127123 . ПМИД 27834801 .
- ^ «Что нужно, чтобы жить на дне океана?» . BBC Земля. 2016. Архивировано из оригинала 13 мая 2016 года . Проверено 19 мая 2016 г.
- ^ Ян Джей Джей, Шу XO, Херрингтон Д.М., Мур СК, Мейер К.А., Осе Дж., Менни С., Палмер Н.Д., Элиассен Х., Харада С., Цулаки И., Чжу Х., Альбанес Д., Ван Т.Дж., Чжэн В., Цай Х., Ульрих К.М. , Гуаш-Ферре М., Караман И., Форнаж М., Кай К., Мэтьюз С.Э., Вагенкнехт Л.Е., Эллиотт П., Герстен Р.Э., Ю. Д. (2021). «Циркуляция N-оксида триметиламина в связи с диетой и кардиометаболическими биомаркерами: международный объединенный анализ» . Американский журнал клинического питания . 113 (5): 1145–1156. дои : 10.1093/ajcn/nqaa430 . hdl : 10044/1/86226 . ПМЦ 8106754 . ПМИД 33826706 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Ломбардо М., Аулиса Г., Маркон Д., Риццо Г. (2022). «Влияние диеты животного или растительного происхождения на уровни триметиламина-N-оксида (ТМАО) в крови и моче у людей». Представитель Curr Nutr . 11 (1): 56–68. дои : 10.1007/s13668-021-00387-9 . ПМИД 34990005 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Эванс М., Дай Л., Авесани С.М., Кублицкене К., Стенвинкель П. (2023). «Пищевой источник N-оксида триметиламина и клинические результаты: неожиданная связь» . Клин Кидни Дж . 16 (11): 1804–1812. дои : 10.1093/ckj/sfad095 . ПМЦ 10616480 . ПМИД 37915930 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б А. Дж. Пирсон «Н-оксид триметиламина» в Энциклопедии реагентов для органического синтеза , John Wiley & Sons, 2001: Нью-Йорк. дои : 10.1002/047084289X.rt268
- ^ Содерквист, Дж. А., Андерсон, К. Л. (1986). «Кристаллический безводный N-оксид триметиламина». Тетраэдр Летт . 27 (34): 3961–3962. дои : 10.1016/S0040-4039(00)84884-4 .
- ^ Зоу, К., Беннион Б.Дж., Даггетт В., Мерфи К.П. (2002). «Молекулярный механизм стабилизации белков ТМАО и его способность противодействовать действию мочевины». Дж. Ам. хим. Соц. 124 (7): 1192–1202. дои : 10.1021/ja004206b . ПМИД 11841287 .
- ^ Фолькер Франзен (1973). «Октанал» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 5, с. 872 .
- ^ Ши Дж. Э., Файнштейн С. С., Лапоинт Н. Е., Ларини Л., Левин З. А. (03 марта 2015 г.). «Регуляция и агрегация внутренне неупорядоченных пептидов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (9): 2758–2763. Бибкод : 2015PNAS..112.2758L . дои : 10.1073/pnas.1418155112 . ПМЦ 4352815 . ПМИД 25691742 .
- ^ Су З, Махмудинобар Ф, Диас КЛ (2017). «Влияние триметиламин-N-оксида на конформацию пептидов и его влияние на белки». Письма о физических отзывах . 119 (10): 108102. Бибкод : 2017PhRvL.119j8102S . дои : 10.1103/physrevlett.119.108102 . ПМИД 28949191 .
- ^ Трейси, Е.П., Акерман Б.Р., Чоу Л.М., Юил Р., Бибо С., Лин Дж. и др. (1998). «Мутации гена флавинсодержащей монооксигеназы ( FMO3 ) вызывают триметиламинурию, дефект детоксикации» . Молекулярная генетика человека . 7 (5): 839–45. дои : 10.1093/hmg/7.5.839 . ПМИД 9536088 .
- ^ Зшоке Дж., Кольмюллер Д., Квак Э., Мейснер Т., Хоффманн Г.Ф., Маятепек Э. (1999). «Легкая триметиламинурия, вызванная распространенными вариантами гена FMO3». Ланцет . 354 (9181): 834–5. дои : 10.1016/S0140-6736(99)80019-1 . ПМИД 10485731 . S2CID 9555588 .
- ^ Перейти обратно: а б Гуасти Л., Гальяццо С., Моларо М., Висконти Э., Пеннелла Б., Гаудио Г.В., Лупи А., Гранди А.М., Скиззато А. (2021). «ТМАО как биомаркер сердечно-сосудистых событий: систематический обзор и метаанализ». Стажер неотложной медицинской помощи . 16 (1): 201–207. дои : 10.1007/s11739-020-02470-5 . ПМИД 32779113 . S2CID 221099557 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Чжан Х., Яо Г. (2023). «Значительная корреляция между метаболитом триметиламин-N-оксидом, полученным из микробиоты кишечника, и риском инсульта: данные, основанные на 23 обсервационных исследованиях». Европейский журнал клинического питания . 77 (7): 731–740. дои : 10.1038/s41430-022-01104-7 . PMID 35468932 . S2CID 248368447 .
- ^ Гэ Икс, Чжэн Л, Чжуан Р, Ю П, Сюй З, Лю Г, Си Икс, Чжоу Икс, Фань Х. (2020). «Кишечный микробный метаболит N-оксид триметиламина и риск гипертонии: систематический обзор и метаанализ зависимости реакции от дозы» . Адв Нутр . 11 (1): 66–76. дои : 10.1093/advances/nmz064 . ПМЦ 7442397 . ПМИД 31269204 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хан Дж.М., Го Л., Чэнь XH, Се Q, Сун XY, Ма YL. (2024). «Связь между N-оксидом триметиламина и риском гипертонии у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями: метаанализ и анализ зависимости доза-эффект» . Медицина (Балтимор) . 103 (1): e36784. дои : 10.1097/MD.0000000000036784 . ПМК 10766215 . ПМИД 38181288 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Генеральный директорат по вопросам занятости SA, Научный комитет по пределам профессионального воздействия, Нильсен Г.Д., Поспишил Е., Йохансон Г., Кляйн К.Л. и др. (2017). SCOEL/REC/179 триметиламин: рекомендация Научного комитета по пределам профессионального воздействия . Издательское бюро Европейского Союза. дои : 10.2767/440659 . ISBN 978-92-79-66627-8 . Проверено 17 декабря 2023 г.