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N-óxido de trimetilamina


El N -óxido de trimetilamina ( TMAO ) es un compuesto orgánico con la fórmula (CH 3 ) 3 NO. Pertenece a la clase de los óxidos de amina . Aunque se conoce el compuesto anhidro, el N -óxido de trimetilamina se suele encontrar como dihidrato . Tanto los materiales anhidros como los hidratados son sólidos blancos solubles en agua.

El TMAO se encuentra en los tejidos de los crustáceos marinos y de los peces marinos, donde evita que la presión del agua distorsione las proteínas y, por tanto, mate al animal. La concentración de OTMA aumenta con la profundidad a la que vive el animal; TMAO se encuentra en altas concentraciones en la especie de pez descrita que vive más profundamente, Pseudoliparis swirei , que se encontró en la Fosa de las Marianas , a una profundidad registrada de 8.076 m (26.496 pies). [1] [2]

TMAO es un producto de la oxidación de la trimetilamina , un metabolito común de la colina en animales. [3]

animales marinos

El N -óxido de trimetilamina es un osmolito que se encuentra en moluscos, crustáceos y todos los peces marinos y óseos. Es un estabilizador de proteínas que sirve para contrarrestar los efectos desestabilizadores de las proteínas de la presión. En general, los cuerpos de los animales que viven a grandes profundidades están adaptados a ambientes de alta presión al tener biomoléculas resistentes a la presión y pequeñas moléculas orgánicas presentes en sus células, conocidas como piezolitos, de los cuales el TMAO es el más abundante. Estos piezolitos dan a las proteínas la flexibilidad que necesitan para funcionar correctamente bajo gran presión. [1] [2] [4] [5] [6]

El TMAO se descompone en trimetilamina (TMA), que es el principal olor característico de la degradación de los mariscos.

OTMA en la dieta

El OTMA circulante se asocia con la ingesta de proteínas animales como huevos, carnes rojas , mariscos y el consumo total de pescado . [7]

Química

TMAO se puede sintetizar a partir de trimetilamina mediante tratamiento con peróxido de hidrógeno : [8]

H2O2 + ( CH3 ) 3N → H2O + ( CH3 ) 3NO​​

El dihidrato se deshidrata mediante destilación azeotrópica en dimetilformamida . [9]

Aplicaciones de laboratorio

El óxido de trimetilamina se utiliza en experimentos de plegamiento de proteínas para contrarrestar los efectos de despliegue de la urea . [10]

En la reacción química organometálica de abstracción nucleofílica , se emplea Me 3 NO como agente de descarbonilación según la siguiente estequiometría :

M(CO) n + Me 3 NO + L → M(CO) n −1 L + Me 3 N + CO 2

Esta reacción se utiliza para descomplejar ligandos orgánicos de metales, por ejemplo de (dieno)Fe(CO) 3 . [8]

Se utiliza en determinadas reacciones de oxidación, por ejemplo, la conversión de yoduros de alquilo en el aldehído correspondiente . [11]

Efectos sobre la estabilidad de las proteínas.

Se ha descubierto que los efectos de la TMAO sobre la columna vertebral y los residuos cargados de los péptidos estabilizan las conformaciones compactas, [12] mientras que los efectos de la TMAO sobre los residuos no polares conducen a la inflamación de los péptidos. Esto sugiere mecanismos competitivos de OTMA en las proteínas, lo que explica la hinchazón hidrofóbica, el colapso de la columna vertebral y la estabilización de las interacciones carga-carga. Estos mecanismos se observan en la jaula Trp. [13]

Trastornos

trimetilaminuria

La trimetilaminuria es un defecto poco común en la producción de la enzima monooxigenasa 3 que contiene flavina ( FMO3 ). [14] [15] Quienes padecen trimetilaminuria no pueden convertir la trimetilamina derivada de colina en óxido de trimetilamina. Luego, la trimetilamina se acumula y se libera en el sudor, la orina y el aliento de la persona, emitiendo un fuerte olor a pescado.

Enfermedad cardiovascular

Las concentraciones altas de OTMA se asocian con un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular y mortalidad por todas las causas. [16] [17]

Hipertensión

Las concentraciones altas de OTMA se asocian con un mayor riesgo de hipertensión . [18] [19]

Ataque

Las concentraciones altas de OTMA se asocian con un mayor riesgo de sufrir un accidente cerebrovascular . [20]

Toxicidad potencial

Debido al uso generalizado de TMA en la industria, [ ¿dónde? ] Se encuentran disponibles varias pautas sobre límites de exposición con una descripción detallada de la toxicidad, como la "Recomendación del Comité Científico sobre Límites de Exposición Ocupacional" de la Comisión de la Unión Europea. [21]

Referencias

  1. ^ ab Linley, TD, ME Gerringer, PH Yancey, JC Drazen, CL Weinstock, AJ Jamieson (2016). "Peces de la zona abisal incluidas nuevas especies, observaciones in situ y registros de profundidad de Liparidae". Investigación de aguas profundas, parte I: artículos de investigación oceanográfica . 114 : 99-110. Código Bib : 2016DSRI..114...99L. doi : 10.1016/j.dsr.2016.05.003 .
  2. ^ ab Gerringer, ME, TD Linley, PH Yancey, AJ Jamieson, E. Goetze, JC Drazen (2016). "Pseudoliparis swirei sp. nov .: un pez caracol hadal recién descubierto (Scorpaeniformes: Liparidae) de la Fosa de las Marianas". Zootaxa . 4358 (1): 161–177. doi : 10.11646/zootaxa.4358.1.7 . PMID  29245485.
  3. ^ Baker, JR, Chaykin, S. (1 de abril de 1962). "La biosíntesis de N-óxido de trimetilamina". J. Biol. Química. 237 (4): 1309–13. doi : 10.1016/S0021-9258(18)60325-4 . PMID  13864146.
  4. ^ Yancey, P. (2005). "Osmolitos orgánicos como citoprotectores compatibles, metabólicos y contrarrestantes en alta osmolaridad y otros estreses". J. Exp. Biol. 208 (15): 2819–2830. doi : 10.1242/jeb.01730 . PMID  16043587.
  5. ^ Velásquez M, Ramezani A, Manal A, Raj D (8 de noviembre de 2016). "N-óxido de trimetilamina: lo bueno, lo malo y lo desconocido". Toxinas . 8 (11): 326. doi : 10.3390/toxinas8110326 . PMC 5127123 . PMID  27834801. 
  6. ^ "¿Qué se necesita para vivir en el fondo del océano?". BBC Tierra. 2016. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2016 . Consultado el 19 de mayo de 2016 .
  7. ^ Yang JJ, Shu XO, Herrington DM, Moore SC, Meyer KA, Ose J, Menni C, Palmer ND, Eliassen H, Harada S, Tzoulaki I, Zhu H, Albanes D, Wang TJ, Zheng W, Cai H, Ulrich CM, Guasch-Ferré M, Karaman I, Fornage M, Cai Q, Matthews CE, Wagenknecht LE, Elliott P, Gerszten RE, Yu D. (2021). "N-óxido de trimetilamina circulante en asociación con la dieta y biomarcadores cardiometabólicos: un análisis conjunto internacional". La Revista Estadounidense de Nutrición Clínica . 113 (5): 1145-1156. doi : 10.1093/ajcn/nqaa430. hdl : 10044/1/86226 . PMC 8106754 . PMID  33826706. {{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. ^ ab AJ Pearson "N-óxido de trimetilamina" en Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica , John Wiley & Sons, 2001: Nueva York. doi :10.1002/047084289X.rt268
  9. ^ Soderquist, JA, Anderson, CL (1986). "N-óxido de trimetilamina anhidra cristalino". Tetraedro Lett . 27 (34): 3961–3962. doi :10.1016/S0040-4039(00)84884-4.
  10. ^ Zou, Q., Bennion BJ, Daggett V, Murphy KP (2002). "El mecanismo molecular de estabilización de proteínas por OTMA y su capacidad para contrarrestar los efectos de la urea". Mermelada. Química. Soc. 124 (7): 1192-1202. doi :10.1021/ja004206b. PMID  11841287.
  11. ^ Volker Franzen (1973). "Octanal". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 5, pág. 872.
  12. ^ Shea J, Feinstein SC, Lapointe NE, Larini L, Levine ZA (3 de marzo de 2015). "Regulación y agregación de péptidos intrínsecamente desordenados". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (9): 2758–2763. Código Bib : 2015PNAS..112.2758L. doi : 10.1073/pnas.1418155112 . PMC 4352815 . PMID  25691742. 
  13. ^ Su Z, Mahmoudinobar F, Dias CL (2017). "Efectos del N-óxido de trimetilamina sobre la conformación de péptidos y sus implicaciones para las proteínas". Cartas de revisión física . 119 (10): 108102. Código bibliográfico : 2017PhRvL.119j8102S. doi : 10.1103/physrevlett.119.108102. PMID  28949191.
  14. ^ Treacy, EP, Akerman BR, Chow LM, Youil R, Bibeau C, Lin J, et al. (1998). "Las mutaciones del gen de la monooxigenasa que contiene flavina (FMO3) provocan trimetilaminuria, un defecto en la desintoxicación". Genética Molecular Humana . 7 (5): 839–45. doi : 10.1093/hmg/7.5.839 . PMID  9536088.
  15. ^ Zschocke J, Kohlmueller D, Quak E, Meissner T, Hoffmann GF, Mayatepek E (1999). "Trimetilaminuria leve causada por variantes comunes en el gen FMO3". Lanceta . 354 (9181): 834–5. doi :10.1016/S0140-6736(99)80019-1. PMID  10485731. S2CID  9555588.
  16. ^ Schiattarella GG, Sannino A, Toscano E, Giugliano G, Gargiulo G, Franzone A, Trimarco B, Esposito G, Perrino C. (2017). "El metabolito N-óxido de trimetilamina generado por microbios intestinales como biomarcador de riesgo cardiovascular: una revisión sistemática y un metanálisis de dosis-respuesta". Revista europea del corazón . 38 (39): 2948–2956. doi : 10.1093/eurheartj/ehx342 . PMID  29020409.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  17. ^ Guasti L, Galliazzo S, Molaro M, Visconti E, Pennella B, Gaudio GV, Lupi A, Grandi AM, Squizzato A. (2021). "TMAO como biomarcador de eventos cardiovasculares: una revisión sistemática y metanálisis". Pasante Emerg Med . 16 (1): 201–207. doi :10.1007/s11739-020-02470-5. PMID  32779113. S2CID  221099557.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  18. ^ Ge X, Zheng L, Zhuang R, Yu P, Xu Z, Liu G, Xi X, Zhou X, Fan H. (2020). "El N-óxido de trimetilamina del metabolito microbiano intestinal y el riesgo de hipertensión: una revisión sistemática y un metanálisis de dosis-respuesta". Adv Nutr . 11 (1): 66–76. doi : 10.1093/advances/nmz064. PMC 7442397 . PMID  31269204. {{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  19. ^ Han JM, Guo L, Chen XH, Xie Q, Song XY, Ma YL. (2024). "Relación entre N-óxido de trimetilamina y el riesgo de hipertensión en pacientes con enfermedad cardiovascular: un metanálisis y un análisis de la relación dosis-respuesta". Medicina (Baltimore) . 103 (1): e36784. doi :10.1097/MD.0000000000036784. PMC 10766215 . PMID  38181288. {{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  20. ^ Zhang H, Yao G. (2023). "Correlación significativa entre el metabolito trimetilamina-N-óxido derivado de la microbiota intestinal y el riesgo de accidente cerebrovascular: evidencia basada en 23 estudios observacionales". Revista europea de nutrición clínica . 77 (7): 731–740. doi :10.1038/s41430-022-01104-7. PMID  35468932. S2CID  248368447.
  21. ^ Dirección General de Empleo SA, Comité Científico de Límites de Exposición Ocupacional, Nielsen GD, Pospischil E, Johanson G, Klein CL, et al. (2017). SCOEL/REC/179 trimetilamina: recomendación del Comité Científico sobre Límites de Exposición Ocupacional. Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. doi :10.2767/440659. ISBN 978-92-79-66627-8. Consultado el 17 de diciembre de 2023 .

Ver también