Ketokyselina

Pyruvát (hore), acetoacetát (v strede) and kyselina levulínová (dole)

Ketokyseliny sú organické zlúčeniny obsahujúce karboxylovú skupinu a ketónovú skupinu.[1] α-ketokyseliny sú obzvlášť dôležité, pretože sa v biochémii objavujú v rôznych metabolických cykloch.[2][3] Ketokyseliny sa niekedy nazývajú i oxokyseliny, prípadne sa spolu s aldehydokyselinami označujú ako oxokyseliny (teda kyseliny obsahujúce oxoskupinu).[4] Tento názov by však nemal byť zamieňaný s anorganickými kyselinami s rovnakým názvom.

Klasifikácia

Ketokyseliny rozdeľujeme podľa vzájomnej polohy ketoskupiny a karboxylovej skupiny. Bežné druhy sú:

• α-ketokyseliny (tiež 2-oxokyseliny), ako napríklad pyruvát, majú ketoskupinu na uhlíku hneď vedľa karboxylovej skupiny (alfa uhlíku). Jednou z dôležitých α-ketokyselín je oxalacetát, ktorý vystupuje v citrátovom cykle. Ďalšou je alfa-ketoglutarát, ketokyselina s piatimi uhlíkmi, ktorý vzniká z kyseliny glutámovej. α-ketoglutarát sa účastní bunkovej signalizácie, kde funguje ako koenzým,[5] a transaminačných reakcií. α-ketokyseliny je možné využiť ako acylačné činidla.[6]
• β-ketokyseliny (tiež 3-oxokyseliny), ako napríklad acetoacetát, majú ketoskupinu na druhom uhlíku od karboxylovej skupiny. Môžu sa tvoriť Claisenovou kondenzáciou (kondenzačná reakcia dvoch esterov za tvorby diketónu).
• γ-ketokyseliny (tiež 4-oxokyseliny), ako napríklad kyselina levulínová, majú ketoskupinu na treťom uhlíku od karboxylovej skupiny.

Biochemický význam

Ketokyseliny sa nachádzajú v mnohých anabolických dráhach v metabolizme vo všetkých organizmoch. U rôznych rastlín, ako napríklad bolehlav škvrnitý alebo rastlín z čeľade krčiažnikovité, sa kyselina 5-oxooktánová mení pomocou enzýmových i neenzýmových reakcií na cyklické alkaloidy na báze koniínu.[7]

Pri nedostatku cukrov ako zdroja energie sú organizmy schopné využiť uložené lipidy a proteíny ako zdroj energie. Glukogénne aminokyseliny sú premieňané na glukózu, ketogénne aminokyseliny sú deamináciou premieňané na α-ketokyseliny a ketolátky. Ketokyseliny vznikajú i počas beta-oxidácie lipidov.

α-ketokysliny sú využívané primárne ako zdroj energie pre bunky pečene, rovnako sa využívajú v syntéze mastných kyselín.

Referencie

1. KLINGLER, Franz Dietrich; EBERTZ, Wolfgang. Oxocarboxylic Acids. [s.l.] : John Wiley & Sons, Ltd, 2000. DOI: 10.1002/14356007.a18_313. Dostupné online. ISBN 978-3-527-30673-2. DOI:10.1002/14356007.a18_313 (po anglicky)
2. Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
3. α-Oxocarboxylic Acids. Journal of Chemical Education, October 2010, s. 1079–1084. DOI: 10.1021/ed1003096.
4. Hydroxykyseliny a oxokyseliny [online]. [Cit. 2022-04-29]. Dostupné online.
5. The role of iron and 2-oxoglutarate oxygenases in signalling. Biochemical Society Transactions, 1 June 2003, s. 510–515. DOI: 10.1042/bst0310510.
6. α-Keto Acids: Acylating Agents in Organic Synthesis. Chemical Reviews, 16 April 2019. DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00782.
7. LEETE, E.; OLSON, J. O.. 5-Oxo-octanoic acid and 5-oxo-octanal, precursors of coniine. Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications, 1970-01-01, s. 1651–1652. Dostupné online. ISSN 0577-6171. DOI: 10.1039/C29700001651. (po anglicky)

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Keto acid na anglickej Wikipédii.