베타메틸아미노L-알라닌

beta-Methylamino-L-alanine
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β-메틸아미노-L-알라닌
Stereo, skeletal formula of beta-methylamino-L-alanine (S)
이름
우선 IUPAC 이름
(2S)-2-아미노-3-(메틸아미노)프로판산[1]
기타 이름
2-아미노-3-메틸아미노프로판산
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
케그
메쉬 α-아미노프로피온산메틸아미노프로피온산
유니
  • InChI=1S/C4H10N2O2/c1-6-2-3(5)4(7)8/h3,6H,2,5H2,1H3,(H7,8)/t3-/m0/s1 ☒N
    키: UJVHVMNGOZX소즈-브키히사-N ☒N
  • CNC[C@@H](C(=O)O)n
특성.
C4H10N2O2
몰 질량 118.15g/120−1
로그 P −0.1
산도(pKa) 1.883
기본성(pKb) 12.114
관련 화합물
관련 알칸산
관련 화합물
 디메틸아세트아미드
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β-메틸아미노-L-알라닌 또는 BMAA는 시아노박테리아에 의해 생성되는 비단백질 아미노산이다.BMAA는 신경독소이며 다양한 신경변성 장애에서 잠재적인 역할을 하는 것이 과학적 연구 대상이다.

구조 및 속성

BMAA는 측쇄에 메틸아미노기를 가진 아미노산 알라닌의 유도체이다.이 비단백질 아미노산은 극성 염기로 분류된다.

소스 및 검출

BMAA는 해양,[2][3] 담수, 육지 환경에서 시아노박테리아에 의해 생산된다.배양된 비질소 고정성 시아노박테리아에서 질소 결핍 [4]배지에서 BMAA의 생산이 증가한다.시아노박테리아에서의 생합성 경로는 알려져 있지 않지만 환경 철 스캐빈징에 대한 BMAA의 관여가 [5]가설화되어 있다.BMAA는 수생 생물과 특정 지의류, 떠다니는 양치류 아졸라, 열대 현화식물 군네라의 잎 잎사귀, 소철, 그리고 날아다니는 [6][7][8][9]여우를 포함한 소철 씨앗의 다육질 덮개를 먹는 동물에서 발견되었습니다.

상어 [10]지느러미에는 고농도의 BMAA가 존재한다.BMAA는 신경독이기 때문에 상어 지느러미 수프와 연골 약의 섭취는 건강상의 [11]위험을 초래할 수 있다.독소는 액체 크로마토그래피, 고성능 액체 크로마토그래피, 질량 분석, 아미노산 분석기, 모세관 전기영동,[12] NMR 분광법을 포함한 여러 실험실 방법을 통해 검출될 수 있다.

신경독성

BMAA는 쥐의 혈액-뇌 장벽을 넘을 수 있다.뇌에 들어가는 데 다른 장기보다 시간이 더 걸리지만, 일단 들어가면 단백질에 갇혀서 시간이 [13][14]지날수록 천천히 배출되는 저장고를 형성한다.

메커니즘

비록 BMAA가 운동뉴런의 기능장애와 죽음을 야기하는 메커니즘이 완전히 이해되지 않았지만, 현재의 연구는 여러 작용 메커니즘이 있다는 것을 시사한다.급성적으로, BMAA는 NMDA,[15][16] 칼슘의존성 AMPA 및 카이네이트 수용체와 같은 글루타메이트 수용체에 대해 흥분독소로 작용할 수 있다.메타보트로픽 글루탐산 수용체 5의 활성화는 [17]글루타티온의 고갈에 의해 뉴런의 산화적 스트레스를 유도하는 것으로 여겨진다.

BMAA는 L-세린 대신 초기 단백질에 잘못 결합되어 단백질의 오접힘과 집적을 일으킬 수 있으며, 알츠하이머병, 파킨슨병, 근위축성 측삭경화증(ALS), 진행성 상핵성 마비(PSP) 및 루이 체질병을 포함한 엉킴 질환의 두 가지 특징을 모두 일으킬 수 있다.시험관내 연구에 따르면 과도한 [18]L-세린이 존재하는 경우 BMAA의 단백질 결합이 억제될 수 있다.

영향들

2015년 세인트키츠에서 버벳원숭이(Chlorocebus sabaeus)를 대상으로 수행된 연구에서 BMAA를 경구 투여한 버벳원숭이(인간에서 알츠하이머병의 위험인자)는 베타 플라키드와 같은 알츠하이머병의 홀마크 조직병리학적 특징을 발견했다.신경섬유 엉킴의 축적입니다BMAA를 소량 투여한 실험의 버벳은 이러한 병리 특징에서 상관적 감소가 있는 것으로 밝혀졌다.또한 세린과 함께 BMAA를 투여한 베르베트는 BMAA 단독으로 투여한 베르베트보다 베타 아밀로이드 플라크와 신경섬유 엉킴이 70% 적은 것으로 밝혀져 세린이 BMAA의 신경독성 효과에 대해 보호될 수 있음을 시사했다.

이 실험은 베타 아밀로이드 플라크와 초인산화 타우 단백질을 모두 특징으로 하는 알츠하이머병의 첫 생체 내 모델을 나타냅니다.이 연구는 또한 환경 독소인 BMAA가 유전자-환경 [19]상호작용의 결과로 신경변성 질환을 유발할 수 있다는 것을 보여준다.

퇴행성 이동성 질환은 소철종을 방목하는 동물에서 설명되어 식물과 ALS/PDC의 병인 사이의 가능한 연관성에 대한 관심을 불러일으켰다. 후속 실험실 조사 결과, 다음과 [20]같은 붉은털원숭이에서 BMAA가 유도한 심각한 신경 독성이 발견되었다.

낮은 BMAA 농도는 마우스 척수에서 배양된 운동 뉴런을 선택적으로 죽이고 활성산소 [16][21]종을 생산할 수 있다는 보고가 있다.

과학자들은 또한 BMAA로 치료된 신생 쥐들이 세포 내 섬유질 포함을 포함한 해마의 진행성 신경 변성과 [22][23][24]성체일 때 학습과 기억력 저하를 보인다는 것을 발견했다.BMAA는 설치류 모유에 배설된 후 젖을 빨고 있는 자손에게 전달되는 것으로 보고되었으며, 이는 엄마와 소의 모유가 다른 가능한 노출 [25]경로일 수 있다는 것을 암시한다.

인간 사례

BMAA에 대한 만성적인 식사 피폭은 현재 [26]괌의 Chamorro 사람들 사이에서 발생률이 매우 높았던 근위축성 측삭경화증/파킨슨증-치매복합체(ALS/PDC)의 원인으로 간주되고 있다.차모로 족은 이 상태를 [27]리코보디그라고 부른다.1950년대에 괌과 로타의 차모로 주민의 ALS/PDC 유병률과 사망률은 [27]미국을 포함한 선진국의 50-100배였다.1963년 이후 괌에서 ALS/PDC가 감소함에 따라 책임 [28]있는 환경요인을 찾기 시작했다.전통적인[29] 식품에서 소철 종자로 만든 밀가루의 사용은 식물이 더 희귀해지고 [30]2차 세계대전 이후 차모로 인구가 더 미국화되면서 감소했습니다.소철은 잎 더미를 통해 빛으로 밀어내는 특별한 뿌리에 있는 노스토크속의 공생 시아노박테리아를 가지고 있습니다; 이 시아노박테리아는 BMAA를 [31]생성합니다.

전통적인 식품인 소철가루를 직접 먹는 것 외에도, BMAA는 인간이 생체 자화를 통해 섭취할 수 있다.샤모로의 별미인 날여우는 소철 씨앗의 다육질 씨앗을 먹이로 삼으며 독소를 체내에 농축합니다.박물관 소장품에서 나온 날여우 표본 24개를 대상으로 BMAA 검사를 실시했는데,[32] 괌에서 날아온 날여우에게서 대량으로 검출되었다.2021년 현재 해양 및 하구 시스템의 BMAA 생체 자석과 괌 [33]밖의 인간 건강에 미치는 영향에 대한 연구는 계속되었다.

ALS/PDC, ALS, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 신경조절의 인간 뇌조직에 대한 연구는 BMAA가 비유전자 진행성 신경변성 질환에 존재하지만 대조군이나 유전자 기반 [34][35][36][37]헌팅턴병에는 존재하지 않는 것으로 나타났다.

2021년 현재 신경변성 질환의 환경적 요인으로서의 BMAA의 역할에 대한 연구는 [38][39][40]계속되었다.

임상시험

비인간 영장류를 BMAA 유도 신경변성으로부터 보호하는 것으로 밝혀진 L-세린 ALS 환자를 안전하고 효과적으로 치료하는 방법은 Phoenix Neurochical Associates와 Forbes/Norris ALS/MND 클리닉에 의해 수행되고 민족 [41][42]의학 연구소가 후원하는 임상 실험의 목표였다.

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레퍼런스

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