Metionina: características, funções, alimentos, benefícios - Ciência - 2023

Contente

o metionina (Met, M) é um aminoácido classificado no grupo dos aminoácidos hidrofóbicos ou apolares. Este aminoácido contém enxofre (S) em sua cadeia lateral que pode reagir com átomos de metal ou com grupos eletrofílicos.

A metionina foi descoberta por John Howard Mueller na segunda década do século XX. Mueller isolou a metionina da caseína, uma proteína que ele usava para o crescimento de culturas estreptocócicas hemolíticas.

O nome "metionina" é uma abreviatura do nome químico deste aminoácido: ácido γ-metiltiol-α-aminobutírico, e foi introduzido por S. Odake em 1925.

É um aminoácido essencial para mamíferos e pode entrar na via de síntese de cisteína, um aminoácido não essencial, desde que o corpo obtenha metionina da dieta. Plantas e bactérias o sintetizam a partir da homocisteína, um derivado da cisteína e da homosserina.

Seu catabolismo implica, por um lado, a eliminação do nitrogênio de sua estrutura e sua excreção como uréia e, por outro, a transformação de sua cadeia carbonada em succinil CoA.

Junto com a valina e a treonina, a metionina é considerada um aminoácido glicogênico, uma vez que esses aminoácidos podem se converter em succinato e entrar no ciclo de Krebs. Os aminoácidos glicogênicos são capazes de produzir carboidratos e, portanto, glicose.

Existem muitos alimentos ricos em metionina, como atum, carnes, clara de ovo, queijos e nozes.

A metionina é essencial para a síntese de muitas proteínas, cumpre funções importantes no metabolismo das gorduras, principalmente para o músculo esquelético, e também participa como antioxidante.

Existem inúmeros distúrbios relacionados ao metabolismo da metionina e do enxofre que estão associados a patologias com diferentes graus de implicações para a saúde. Alguns induzem o acúmulo de homocisteína, que é acompanhado por trombose, distúrbios do sistema nervoso central (SNC), retardo mental severo do sistema esquelético.

Outras, como a falta de adenosiltransferase, que é a primeira enzima que atua na degradação da metionina, resulta no acúmulo de metionina, uma patologia relativamente benigna controlada pela restrição de alimentos ricos em metionina na dieta.

Caracteristicas

A metionina é um aminoácido essencial que não é produzido pelo corpo humano ou por muitos. É um excelente antioxidante e fonte de enxofre para o nosso corpo.

A necessidade diária de metionina para lactentes é de 45 mg / dia, em crianças é de 800 mg / dia e em adultos é de 350 a 1.100 mg / dia.

A metionina é uma das principais fontes de enxofre no corpo; o enxofre é um componente fundamental de algumas vitaminas como a tiamina ou vitamina B1, de alguns hormônios como o glucagon, a insulina e alguns hormônios hipofisários.

Está na queratina, que é uma proteína da pele, unhas e cabelos, e também é importante para a síntese de colágeno e creatina. Portanto, sendo a metionina a fonte de enxofre está relacionada a todas as funções do enxofre ou das substâncias orgânicas que o contêm.

Estrutura

A fórmula química da metionina é HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 e sua fórmula molecular é C5H11NO2S. É um aminoácido essencial hidrofóbico, classificado entre os aminoácidos apolares.

Possui um carbono α ligado a um grupo amino (-NH2), um grupo carboxila (-COOH), um átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral (-R) que contém enxofre e é constituído da seguinte forma: -CH2 -CH2-S-CH3.

Todos os aminoácidos, com exceção da glicina, podem existir como enantiômeros na forma L ou D, portanto, L-metionina e D-metionina podem existir. No entanto, apenas a L-metionina é encontrada na estrutura das proteínas celulares.

Este aminoácido tem constantes de dissociação pK 1 de 2,28 e pK2 de 9,21 e um ponto isoelétrico de 5,8.

Características

A metionina é um aminoácido essencial para a síntese de muitas proteínas, entre as quais alguns hormônios, as proteínas constitutivas da pele, cabelos e unhas, etc.

É utilizado como relaxante natural para dormir e é muito importante para o bom estado das unhas, pele e cabelo.Previne algumas doenças hepáticas e cardíacas; evita o acúmulo de gorduras nas artérias e é essencial para a síntese de cisteína e taurina.

Favorece o uso das gorduras como energia e intervém no transporte e aproveitamento das mesmas, principalmente no músculo esquelético, por isso é muito importante para o exercício muscular.

Reduz os níveis de histamina. É um antioxidante natural, pois ajuda a reduzir os radicais livres. Ele também tem propriedades antidepressivas e ansiolíticas.

Outro uso recente da metionina como um “radiotraçador” para o estudo de imagem em tomografia por emissão de pósitrons (PET) no campo da neuro-oncologia.

Também tem amplo uso como radiocontraste para gliomas, tanto no processo de planejamento de exodontias cirúrgicas, quanto no monitoramento de resposta ao tratamento e avaliação de recorrências.

Recentemente, o uso de metionina foi testado de forma eficiente para melhorar o crescimento das plantas de soja.

Biossíntese

A biossíntese de metionina foi descrita e publicada em 1931 pelo britânico George Barger e seu assistente Frederick Philip Coine.

Bactérias e plantas podem sintetizar metionina e cisteína, no entanto, a maioria dos animais obtém metionina da dieta e cisteína de uma via biossintética que começa a partir da metionina como substrato inicial (eles também adquirem cisteína com o alimento consumido na dieta).

Via biossintética

Plantas e bactérias usam cisteína como fonte de enxofre e homoserina como fonte do esqueleto de carbono para a síntese de metionina. A homosserina é sintetizada a partir do aspartato por meio de três reações enzimáticas:

(1) O aspartato é convertido em β-aspartil fosfato por meio de uma enzima aspartato quinase, depois (2) é convertido em β-semialdeído aspártico, que (3) graças à ação da homosserina desidrogenase gera a homoserina.

O primeiro passo na síntese da metionina é a reação da homosserina com succinil-CoA para formar O-succinil homoserina. Nessa reação, o succinil-CoA é clivado, liberando a porção CoA e a ligação do succinato à homosserina.

Na via biossintética, a etapa regulada ou de controle é essa primeira reação enzimática, uma vez que a metionina, que é o produto final, acaba inibindo a enzima homosserina succinil transferase.

A segunda etapa da síntese é a reação da O-succinil homosserina com a cisteína, que é catalisada pela enzima cistationina γ-sintetase, com geração de cistationina.

A terceira reação nessa via é catalisada pela β-cistationina, que cliva a cistatiotina de modo que o enxofre seja ligado a uma cadeia lateral de quatro carbonos derivada da homosserina. O resultado dessa reação é a formação de homocisteína e a liberação de 1 piruvato e 1 íon NH4 +.

A última reação é catalisada pela homocisteína metiltransferase, que tem homocisteína como substrato e juntamente com a coenzima metilcobalamina (derivada da vitamina B12 (cianocobalamina)), transfere um grupo metil de 5-metiltetraidrofolato para o grupo sulfidrila da homocisteína e dá origem à metionina.

Nesta reação, um tetrahidrofolato permanece livre.

Degradação

Metionina, isoleucina e valina são catabolizadas em succinil-CoA. Três quintos dos carbonos em metionina formam succinil-CoA, os carbonos em carboxil formam CO2, e o grupo metil da metionina é removido como tal.

O primeiro passo na degradação da metionina envolve a condensação de L-metionina com ATP por meio de L-metionina adenosil transferase dando origem a S-adenosil-L-metionina, também chamada de "metionina ativa".

O grupo S-metil é transferido para vários aceptores e, assim, a S-adenosil-L-homocisteína é formada, que perde uma adenosina por hidrólise e se torna L-homocisteína. A homocisteína então se liga à serina para formar a cistationina. Esta reação é catalisada pela cistationina β-sintetase.

A cistationina hidrolisa e dá origem à L-homosserina e à cisteína. É assim que a homocisteína origina a homosserina e a serina gera a cisteína, então essa reação é comum para a biossíntese de cisteína a partir da serina.

A homoserina desaminase então converte a homoserina em α-cetobutirato, liberando um NH4. O Α-cetobutirato, na presença de CoA-SH e NAD +, forma propionil-CoA, que é então convertido em metilmalonil-CoA e este é convertido em succinil-CoA.

Dessa forma, parte da cadeia carbonada da metionina acaba formando um substrato gliconeogênico, o succinil-CoA, que pode então ser integrado à síntese de glicose; é por essa razão que a metionina é considerada um aminoácido glicogênico.

Uma rota alternativa para a degradação da metionina é seu uso como substrato energético.

O nitrogênio da metionina, como o de todos os aminoácidos, é removido do carbono-α por transaminação, e esse grupo α-amino é finalmente transferido para o L-glutamato. Por desaminação oxidativa, esse nitrogênio entra no ciclo da ureia e é eliminado na urina.

Alimentos ricos em metionina

Os alimentos ricos em metionina incluem:

- A clara do ovo.

- Derivados de leite, como queijo curado, cream cheese e iogurte.

- Peixes, especialmente os chamados peixes azuis, como o atum ou o espadarte.

- Caranguejo, lagosta e camarão são fontes importantes de metionina.

- Carnes de porco, vaca e frango.

- Nozes e outras frutas secas são ricas em metionina e representam substitutos de proteínas para vegetarianos e veganos.

- Sementes de gergelim, abóbora e pistache.

Também é encontrado no feijão preto e branco, soja, milho e vegetais verdes folhosos, como nabo, espinafre e acelga. Brócolis, abobrinha e abóbora são ricos em metionina.

Benefícios de sua ingestão

Por ser um aminoácido essencial, sua ingestão é imprescindível para cumprir todas as funções das quais participa. Ao promover o transporte de gorduras para uso como combustível, a metionina protege o fígado e as artérias contra o acúmulo de gordura.

Sua ingestão é benéfica para a proteção do corpo contra doenças como fígado gorduroso e aterosclerose.

A metionina tem se mostrado eficaz no tratamento de alguns casos graves de mieloneuropatias induzidas por óxido nítrico e anemias macrocíticas que não respondem ao tratamento com vitamina B12.

O uso de S-adenosil-L-metionina (SAM) é eficaz como um tratamento natural e alternativo para a depressão. Isso se deve ao fato de o SAM ser um doador do grupo metil que está envolvido na síntese de vários neurotransmissores com propriedades antidepressivas no cérebro.

O estresse oxidativo está envolvido, pelo menos em parte, nos danos a vários órgãos, incluindo fígado, rins e cérebro. O uso de antioxidantes como a metionina tem sido postulado para prevenir e corrigir os danos causados pelo estresse oxidativo.

Transtornos de deficiência

Existem algumas patologias relacionadas ao metabolismo da metionina, que têm a ver com sua absorção intestinal, que resulta no acúmulo de certos metabólitos ou no déficit franco do aminoácido.

No caso dos distúrbios metabólicos da metionina, os mais comuns são os chamados homocistinúria, que são os tipos I, II, III e IV:

A homocistinúria tipo I é devida à deficiência de β-sintetase de cistationina e está associada a sintomas clínicos semelhantes a trombose, osteoporose, deslocamento do cristalino e, freqüentemente, retardo mental.

A homocistinúria tipo II é causada por uma deficiência de N5N10-metilenotetrahidrofolato redutase. A homocistinúria tipo III é devida a uma diminuição da N5-metiltetraidrofolato-homocisteína transmetilase, devido a uma deficiência na síntese de metilcobalamina.

E, finalmente, a homocistinúria tipo IV está associada a uma redução na N5-metiltetraidrofolato-homocisteína transmetilase devido à absorção defeituosa da cobalamina.

Homocistinúria são defeitos hereditários do metabolismo da metionina e ocorrem freqüentemente em 1 em 160.000 recém-nascidos. Nessa patologia, cerca de 300 mg de homocistina são excretados diariamente junto com S-adenosil metionina, que é acompanhada por um aumento na metionina plasmática.

Reduzir a ingestão de metionina e aumentar a cisteína na dieta no início da vida evita as alterações patológicas induzidas por essas doenças e permite o desenvolvimento normal.

No caso da deficiência de má absorção de metionina, os efeitos mais importantes estão relacionados às falhas na mielinização das fibras nervosas do sistema nervoso central (SNC) que podem estar associadas a certo grau de retardo mental.

Referências

Bakhoum, G. S., Badr, E. A. Elm., Sadak, M. S., Kabesh, M. O., & Amin, G. A. (2018). Melhoria do crescimento, alguns aspectos bioquímicos e rendimento de três cultivares de soja por tratamento com metionina em solo arenoso. International Journal of Environmental Research, 13, 1–9.
Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Bioquímica (3ª ed.). São Francisco, Califórnia: Pearson.
Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Papel da S-adenosil-L-metionina no tratamento da depressão: uma revisão das evidências. American Journal of Clinical Nutrition, 76(5), 1158S-1161S.
Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Bioquímica Ilustrada de Harper (28ª ed.). McGraw-Hill Medical.
Patra, R. C., Swarup, D., & Dwivedi, S. K. (2001). Efeitos antioxidantes do α tocoferol, ácido ascórbico e L-metionina no estresse oxidativo induzido pelo chumbo no fígado, rim e cérebro em ratos. Toxicologia, 162(2), 81–88.
Rawn, J. D. (1998). Bioquímica. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
Stacy, C. B., Di Rocco, A., & Gould, R. J. (1992). Metionina no tratamento de neuropatia induzida por óxido nitroso e mieloneuropatia. Journal of Neurology, 239(7), 401–403.