METIONINA: CARATTERISTICHE, FUNZIONI, ALIMENTI, BENEFICI - BIOLOGIA - 2025

La metionina (Met, M) è classificata nel gruppo degli amminoacidi non polari o dell'amminoacido idrofobo. Questo amminoacido contiene zolfo (S) nella sua catena laterale che può reagire con atomi di metallo o con gruppi elettrofili.

La metionina è stata scoperta da John Howard Mueller nel secondo decennio del 20 ° secolo. Mueller ha isolato la metionina dalla caseina, una proteina che ha usato per coltivare colture di streptococchi emolitici.

Struttura chimica dell'amminoacido metionina (Fonte: Hbf878 tramite Wikimedia Commons)

Il nome "metionina" è un'abbreviazione del nome chimico di questo amminoacido: acido γ-metiltiolo-α-amminobutirrico, ed è stato introdotto da S. Odake nel 1925.

È un amminoacido essenziale per i mammiferi e può entrare nella via per la sintesi della cisteina, un amminoacido non essenziale, purché il corpo ottenga metionina dalla dieta. Piante e batteri lo sintetizzano dall'omocisteina, un derivato della cisteina e dell'omoserina.

Il suo catabolismo implica, da un lato, l'eliminazione dell'azoto dalla sua struttura e la sua escrezione come urea e, dall'altro, la trasformazione della sua catena di carbonio in succinil CoA.

Insieme alla valina e alla treonina, la metionina è considerata un amminoacido glucogenico, poiché questi amminoacidi possono convertirsi in succinato ed entrare nel ciclo di Krebs. Gli amminoacidi glucogenici sono in grado di produrre carboidrati e, quindi, glucosio.

Ci sono molti cibi ricchi di metionina come il tonno, la carne, i bianchi d'uovo, i formaggi e le noci.

La metionina è essenziale per la sintesi di molte proteine, svolge importanti funzioni nel metabolismo dei grassi, principalmente per il muscolo scheletrico, e partecipa anche come antiossidante.

Numerosi sono i disturbi legati al metabolismo della metionina e dello zolfo che si associano a patologie con diversi gradi di implicazioni per la salute. Alcuni inducono l'accumulo di omocisteina, che è accompagnato da trombosi, disturbi del sistema nervoso centrale (SNC), grave ritardo del sistema mentale e scheletrico.

Altri, come la mancanza di adenosiltransferasi, che è il primo enzima che agisce nella degradazione della metionina, provoca l'accumulo di metionina, una patologia relativamente benigna che viene controllata limitando gli alimenti ricchi di metionina nella dieta.

caratteristiche

La metionina è un amminoacido essenziale che non è prodotto dal corpo umano o da molti. Questo è un ottimo antiossidante e una fonte di zolfo per il nostro corpo.

Il fabbisogno giornaliero di metionina per i lattanti è di 45 mg / giorno, nei bambini è di 800 mg / giorno e negli adulti è compreso tra 350 e 1.100 mg / giorno.

La metionina è una delle principali fonti di zolfo nel corpo; lo zolfo è un componente fondamentale di alcune vitamine come la tiamina o la vitamina B1, di alcuni ormoni come il glucagone, l'insulina e alcuni ormoni ipofisari.

È contenuto nella cheratina, che è una proteina della pelle, delle unghie e dei capelli, ed è anche importante per la sintesi di collagene e creatina. Pertanto, la metionina, essendo la fonte dello zolfo, è correlata a tutte le funzioni dello zolfo o delle sostanze organiche che lo contengono.

Struttura

La formula chimica della metionina è HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 e la sua formula molecolare è C5H11NO2S. È un amminoacido essenziale idrofobo, classificato tra gli amminoacidi apolari.

Ha un carbonio α attaccato a un gruppo amminico (-NH2), un gruppo carbossilico (-COOH), un atomo di idrogeno e una catena laterale (-R) che contiene zolfo ed è costituita come segue: -CH2 -CH2-S-CH3.

Tutti gli amminoacidi, ad eccezione della glicina, possono esistere come enantiomeri in forma L o D, quindi possono esistere L-metionina e D-metionina. Tuttavia, solo la L-metionina si trova nella struttura delle proteine ​​cellulari.

Questo amminoacido ha costanti di dissociazione pK 1 di 2,28 e pK2 di 9,21 e un punto isoelettrico di 5,8.

Caratteristiche

La metionina è un amminoacido essenziale per la sintesi di molte proteine, tra cui alcuni ormoni, le proteine ​​costitutive della pelle, dei capelli e delle unghie, ecc.

È usato come rilassante naturale per dormire ed è molto importante per il buono stato di unghie, pelle e capelli. Previene alcune malattie del fegato e del cuore; previene l'accumulo di grassi nelle arterie ed è essenziale per la sintesi di cisteina e taurina.

Favorisce l'utilizzo dei grassi come energia e interviene nel trasporto e utilizzo degli stessi, soprattutto nel muscolo scheletrico, motivo per cui è molto importante per l'esercizio muscolare.

Riduce i livelli di istamina. È un antiossidante naturale, poiché aiuta a ridurre i radicali liberi. Ha anche proprietà antidepressive e ansiolitiche.

Un altro uso recente della metionina come “radiotracciante” per lo studio di imaging nella tomografia a emissione di positroni (PET) nel campo della neuro-oncologia.

Ha anche un ampio uso come radiocontrasto per i gliomi, sia nel processo di pianificazione delle estrazioni chirurgiche, sia per il monitoraggio della risposta al trattamento e la valutazione delle recidive.

L'uso della metionina per migliorare la crescita delle piante di soia è stato recentemente testato in modo efficiente.

biosintesi

La biosintesi della metionina fu descritta e pubblicata nel 1931 dal britannico George Barger e dal suo assistente Frederick Philip Coine.

I batteri e le piante possono sintetizzare la metionina e la cisteina, tuttavia, la maggior parte degli animali ottiene la metionina dalla dieta e la cisteina da un percorso biosintetico che parte dalla metionina come substrato iniziale (acquisiscono anche la cisteina con il cibo consumato nella dieta).

Via biosintetica

Piante e batteri usano la cisteina come fonte di zolfo e l'omoserina come fonte dello scheletro di carbonio per la sintesi della metionina. L'omoserina viene sintetizzata dall'aspartato attraverso tre reazioni enzimatiche:

(1) L'aspartato viene convertito in β-aspartil fosfato per mezzo di un enzima aspartato chinasi, quindi (2) viene convertito in β-semialdeide aspartica, che (3) grazie all'azione dell'omoserina deidrogenasi genera omoserina.

Il primo passo nella sintesi della metionina è la reazione dell'omoserina con succinil-CoA per formare O-succinil omoserina. In questa reazione, il succinil-CoA viene scisso, rilasciando la porzione di CoA e il succinato che si lega all'omoserina.

Nella via biosintetica, la fase regolata o di controllo è questa prima reazione enzimatica, poiché la metionina, che è il prodotto finale, finisce per inibire l'enzima omoserina succinil transferasi.

Il secondo passo nella sintesi è la reazione della O-succinil omoserina con la cisteina, che è catalizzata dall'enzima cistationina γ-sintetasi, con la generazione di cistationina.

La terza reazione in questo percorso è catalizzata dalla β-cistationina, che scinde la cistatiotina in modo che lo zolfo sia attaccato a una catena laterale a quattro atomi di carbonio derivata dall'omoserina. Il risultato di questa reazione è la formazione di omocisteina e il rilascio di 1 piruvato e 1 ione NH4 +.

L'ultima reazione è catalizzata dall'omocisteina metiltransferasi, che ha l'omocisteina come substrato e insieme al coenzima metilcobalamina (derivato dalla vitamina B12 (cianocobalamina)) trasferisce un gruppo metilico dal 5-metiltetraidrofolato al gruppo sulfidrilico dell'omocisteina e dà origine alla metionina.

In questa reazione, un tetraidrofolato rimane libero.

Degradazione

La metionina, l'isoleucina e la valina vengono catabolizzate in succinil-CoA. Tre quinti dei carboni nella metionina formano succinil-CoA, i carboni nei carbossili formano CO2 e il gruppo metile nella metionina viene rimosso come tale.

Il primo passo nella degradazione della metionina prevede la condensazione della L-metionina con ATP per mezzo della L-metionina adenosil transferasi dando origine alla S-adenosil-L-metionina, detta anche "metionina attiva".

Il gruppo S-metile viene trasferito a vari accettori e così si forma la S-adenosil-L-omocisteina, che perde un'adenosina per idrolisi e diventa L-omocisteina. L'omocisteina si lega quindi alla serina per formare la cistationina. Questa reazione è catalizzata dalla cistationina β-sintetasi.

La cistationina idrolizza e dà origine a L-omoserina e cisteina. Questo è il modo in cui l'omocisteina origina l'omoserina e la serina genera la cisteina, quindi questa reazione è comune per la biosintesi della cisteina dalla serina.

L'omoserina deaminasi converte quindi l'omoserina in α-chetobutirrato, rilasciando un NH4. L'α-chetobutirrato, in presenza di CoA-SH e NAD +, forma propionil-CoA, che viene quindi convertito in metilmalonil-CoA e questo viene convertito in succinil-CoA.

In questo modo parte della catena carboniosa della metionina finisce per formare un substrato gluconeogenico, il succinil-CoA, che può poi essere integrato nella sintesi del glucosio; è per questo motivo che la metionina è considerata un amminoacido glucogenico.

Una via alternativa per la degradazione della metionina è il suo utilizzo come substrato energetico.

L'azoto della metionina, come quello di tutti gli amminoacidi, viene rimosso dal carbonio α mediante transaminazione e questo gruppo α-ammino viene infine trasferito all'L-glutammato. Per deaminazione ossidativa, questo azoto entra nel ciclo dell'urea e viene eliminato con le urine.

Alimenti ricchi di metionina

Gli alimenti ricchi di metionina includono:

- L'albume.

- Derivati ​​del latte come formaggio stagionato, crema di formaggio e yogurt.

- Pesce, in particolare il cosiddetto pesce azzurro come il tonno o il pesce spada.

- Granchi, aragoste e gamberi sono importanti fonti di metionina.

- Carni di maiale, manzo e pollo.

- Le noci e altra frutta secca sono ricche di metionina e rappresentano sostituti proteici per vegetariani e vegani.

- Semi di sesamo, zucca e pistacchio.

Si trova anche in fagioli bianchi e neri, soia, mais e verdure a foglia verde come cime di rapa, spinaci e bietole. Broccoli, zucchine e zucca sono ricchi di metionina.

Benefici della sua assunzione

Essendo un amminoacido essenziale, il suo apporto è fondamentale per adempiere a tutte le funzioni a cui partecipa. Promuovendo il trasporto dei grassi per il consumo energetico, la metionina protegge il fegato e le arterie dall'accumulo di grasso.

La sua assunzione è benefica per la protezione dell'organismo da patologie quali steatosi epatica e aterosclerosi.

La metionina ha dimostrato di essere efficace per il trattamento di alcuni casi gravi di mieloneuropatie indotte da ossido nitrico e anemie macrocitiche che non rispondono al trattamento con vitamina B12.

L'uso della S-adenosil-L-metionina (SAM) è efficace come trattamento naturale e alternativo per la depressione. Questo perché il SAM è un donatore di gruppi metilici coinvolto nella sintesi di vari neurotrasmettitori con proprietà antidepressive nel cervello.

Lo stress ossidativo è coinvolto, almeno in parte, nel danno di vari organi, inclusi fegato, reni e cervello. L'uso di antiossidanti come la metionina è stato ipotizzato per prevenire e correggere i danni causati dallo stress ossidativo.

Disturbi da carenza

Esistono alcune patologie legate al metabolismo della metionina, che hanno a che fare con il suo assorbimento intestinale, che si traduce nell'accumulo di alcuni metaboliti o nel franco deficit dell'amminoacido.

Nel caso dei disordini metabolici della metionina, i più comuni sono la cosiddetta omocistinuria, che sono di tipo I, II, III e IV:

L'omocistinuria di tipo I è dovuta al deficit di cistationina β-sintetasi ed è associata a sintomi clinici simili a trombosi, osteoporosi, lussazione del cristallino e spesso ritardo mentale.

L'omocistinuria di tipo II è causata da un deficit di N5N10-metilenetetraidrofolato reduttasi. L'omocistinuria di tipo III è dovuta a una diminuzione della N5-metiltetraidrofolato-omocisteina transmetilasi, a causa di una carenza nella sintesi della metilcobalamina.

Infine, l'omocistinuria di tipo IV è associata a una riduzione della N5-metiltetraidrofolato-omocisteina transmetilasi a causa del difetto di assorbimento della cobalamina.

L'omocistinuria è un difetto ereditario del metabolismo della metionina e si verifica frequentemente in 1 su 160.000 neonati. In questa patologia, circa 300 mg di omocistina vengono escreti al giorno insieme alla S-adenosil metionina, che è accompagnata da un aumento della metionina plasmatica.

Ridurre l'assunzione di metionina e aumentare la cisteina nella dieta nelle prime fasi della vita previene i cambiamenti patologici indotti da queste malattie e consente il normale sviluppo.

Nel caso del deficit di malassorbimento di metionina, gli effetti più importanti sono legati a fallimenti nella mielinizzazione delle fibre nervose del sistema nervoso centrale (SNC) che possono essere associati ad un certo grado di ritardo mentale.

Riferimenti

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