Metionina

A metionina (abreviada como Met ou M) é un α-aminoácido coa fórmula química HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, que forma parte das proteínas, polo que é un aminoácido proteinoxénico. É un aminoácido esencial cunha cadea lateral neutra non polar e con xofre. O seu punto isoeléctrico é 5,74.

Metionina
Modelo do isómero L
Nome IUPAC Metionina
Outros nomes Ácido 2-amino-4-(metiltio)butanoico
Identificadores
Abreviaturas	Met, M
Número CAS	59-51-8, 63-68-3 (isómero L), 348-67-4 (isómero D)
PubChem	876
ChemSpider	853, 5907 (isómero L)
UNII	73JWT2K6T3
Número CE	200-432-1
KEGG	D04983
ChEBI	CHEBI:16811
ChEMBL	CHEMBL42336
Código ATC	V03AB26,ATCvet A05 BA90, ATCvet G04 BA90
Imaxes 3D Jmol	Image 1 Image 2
SMILES CSCCC(C(=O)O)N CSCCC(C(=O)O)N
InChI InChI=1S/C5H11NO2S/c1-9-3-2-4(6)5(7)8/h4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8) Key: FFEARJCKVFRZRR-UHFFFAOYSA-N InChI=1/C5H11NO2S/c1-9-3-2-4(6)5(7)8/h4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8)
Propiedades[1]
Fórmula molecular	C5H11NO2S
Masa molar	149,21 g mol−1
Aspecto	Po cristalino branco
Densidade	1,340 g/cm3
Punto de fusión	281 °C descomp.
Solubilidade en auga	Soluble
Acidez (pKa)	2.28 (carboxilo), 9,21 (amino)[2]
Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

Estrutura química

Fórmula da metionina ionizada.

Modelo tridimensional

Función

O ciclo de Yang ou ciclo da metionina.

Xunto coa cisteína, a metionina é un dos aminoácidos proteicos que conteñen xofre. O seu derivado, a S-adenosilmetionina (SAM), serve como doante metilos. A metionina é un intermediario na biosíntese da cisteína, a carnitina, a taurina, a lecitina, a fosfatidilcolina e outros fosfolípidos. Unha conversión defectuosa da metionina pode causar ateroesclerose.

Este aminoácido úsano as plantas para a síntese de etileno. Este proceso coñécese como ciclo de Yang ou o ciclo da metionina.

A metionina está codificada por un só codón do código xenético, o AUG. Como este codón funciona tamén como codón de iniciación, todas as proteínas eucariotas e de arqueas empezan a traducirse empezando por metionina, aínda que modificacións postraducionais poden eliminala despois. Nas bacterias as proteínas empezan por N-formilmetionina.

Biosíntese

A metionina é un aminoácido esencial, polo que non pode ser sintetizado polos humanos, e debe inxerirse na dieta. Nas plantas e microorganismos, a metionina sintetízase por unha vía que utiliza tanto ácido aspártico coma cisteína. Primeiro, o ácido aspártico convértese, vía β-aspartil-semialdehido, en homoserina, introducindo un par de grupos metilenos contiguos. A homoserina convértese en 0-succinilhomoserina, a cal reacciona coa cisteína para producir cistationina, que é escindida para dar paso á homocisteína. A posterior metilación do grupo tiol por folatos orixina a metionina. Tanto a cistationina-γ-sintetase coma a cistationina-β-sintetase requiren piridoxil-5’-fosfato como cofactor, mentres que a homocisteína metiltransferase require vitamina B₁₂ como cofactor.

Os encimas que participan na biosíntese da metionina son:

• Aspartoquinase
• β-aspartato semialdehido deshidroxenase
• homoserina deshidroxenase
• homoserina acetiltransferase
• cistationina-γ-sintetase
• cistationina-β-liase
• metionina sintetase (en mamíferos, este paso é efectuado pola homocisteína metiltransferase)

Resumo metabólico da metionina.

(S)-metionina (esquerda) e (R)-metionina (dereita) en forma zwitteriónica a pH neutro.

Encimas:

• EC 2.1.1.- Metil Transferases SAM dependientes
• EC 2.1.1.5 Betaína-homocisteína S-metiltransferase
• EC 2.1.1.13 Metionina sintase
• EC 2.3.1.30 Serina acetiltransferase
• EC 2.3.1.46 Homoserina O-succiniltransferase
• EC 2.5.1.6 Metionina adenosiltransferase
• EC 2.5.1.47 Cisteína sintase
• EC 2.5.1.48 Cistationina γ-sintase
• EC 3.3.1.1 S-Adenosilhomocisteína hidrolase
• EC 4.1.1.57 Metionina descarboxilase
• EC 4.2.1.22 Cistationina-β-sintase
• EC 4.4.1.1 Cistationina γ -liase
• EC 4.4.1.8 Cistationina-β-liase

Sínteses

A metionina racémica pode sintetizarse a partir do dietil sodio ftalimidomalonato por alquilación con cloroetilmetilsulfuro (ClCH₂CH₂SCH₃) seguido de hidrólise e descarboxilación.

Degradación

Na súa degradación oxidativa a metionina orixina succinil-CoA, polo que é un aminoácido glicoxénico.

Outras vías bioquímicas

Aínda que os mamíferos non poden sintetizar metionina, esta pode utilizarse en diversas vías bioquímicas:

Xeración de homocisteína

A metionina convértese en S-adenosilmetionina (SAM) por acción da metionina adenosiltransferase.

A S-adenosilmetionina serve como doante de metilos en moitas reaccións de metiltransferase e convértese en S-adenosilhomocisteína (SAH).

A Adenosilhomocisteinase converte a S-adenosilhomocisteína en homocisteína.

A homocisteína pode ter dous destinos: pode usarse para rexenerar a metionina, ou para formar cisteína.

Rexeneración da metionina

A metionina pode rexenerarse a partir da homocisteína por acción da metionina sintase.

A homocisteína pode tamén remetilarse usando glicina betaína (NNN-trimetil glicina, TMG) a metionina pola acción do encima betaína-homocisteína metiltransferase (E.C.2.1.1.5, BHMT). Este encima supón o 1,5% de todas as proteínas solubles do fígado, e probas recentes suxiren que pode ter unha influencia maior ca a metionina sintase sobre a homeostase da metionina e homocisteína.

Conversión a cisteína

A homocisteína pode converterse en cisteína.

• Cistationina-β-sintase (un encima PLP-dependente) combina a homocisteína e a serina para producir cistationina. Esta, en lugar de degradarse vía cistationina-β-liase, como na vía biosintética, escíndese en cisteína e α-cetobutirato por medio da cistationina-γ-liase.
• O encima α-cetoácido deshidroxenase converte o α-cetobutirato en propionil-CoA, o cal se metaboliza a succinil-CoA nun proceso en tres pasos.

Biosíntese de poliaminas

As poliaminas espermina e espermidina requiren a transferencia dun sustituínte 3-aminopropil ao nitróxeno dunha molécula de putrescina ou de espermina. Dito grupo obtense por descarboxilación da S-adenosilmetionina (SAM). Cando se sintetiza a espermina ou a espermidina, o S-metiltiorribósido sofre unha serie de transformacións de tal maneira que se recupere a metionina. Dita vía coñécese como Vía de salvamento da metionina ("Methionine Salvage Pathway")^[3]

Vía de salvamento da metionina

Encimas:

• EC 1.13.11.54 Acirreductona dioxixenase dependente de ferro (II).
• EC 1.13.11.53 Acirreductona dioxixenase dependente de níquel (II)
• EC 2.5.1.22 Espermina sintase
• EC 2.6.1.5 Tirosina transaminase (tamén pode transaminar metionina)^[4]
• EC 2.7.1.100 S-Metil-5-tiorribosa quinase
• EC 3.1.3.77 Acirredutona sintase
• EC 3.2.2.16 Metiltioadenosina nucleosidase
• EC 4.1.1.50 S-Adenosilmetionina descarboxilase
• EC 4.2.1.109 Metiltiorribulosa 1-fosfato deshidratase
• EC 5.3.1.23 S-metil-5-tiorribosa-1-fosfato isomerase

Outras biosínteses

A metionina está implicada na biosíntese de etileno,^[5] a nicotianamina,^[6] as salinosporamidas^[7] e varios glicosinolatos^[8] tales como a sinigrina, a glicoqueirolina, a glicoerucina, a glicoiberina, a glicoiberverina, a glicorrafanina e o sulforrafano^[9]

Aspectos dietéticos

Podemos atopar niveis bastante altos de metionina nas sementes de sésamo, noces do Brasil, peixe , carne e outras sementes. Existen numerosas froitas e vexetais que apenas conteñen metionina. A maioría dos legumes, ten unha cantidade moi baixa de metionina. É costume frecuente en moitas partes do mundo a combinación de alimentos que complementan a súa composición en aminoácidos, como cereais (con metionina) e legumes (con lisina).

A metionina racémica adoita engadirse como ingrediente á comida para mascotas.