Метионин

Метионин — это алифатическая серосодержащая незаменимая α-аминокислота, входящая в состав белков всех живых организмов. Является одной из двух протеиногенных аминокислот, содержащих атом серы (наряду с цистеином), и играет ключевую роль в инициации трансляции (синтеза белка) у всех эукариот и архей. Для человека метионин является незаменимым, то есть не синтезируется в организме и должен поступать с пищей. В виде своей активной формы — S-аденозилметионина — участвует в реакциях метилирования, являясь донором метильной группы.

История открытия

Метионин был впервые выделен в 1922 году американским биохимиком Джоном Ховардом Мюллером из белка казеина. В 1928 году его структура была окончательно установлена, а в 1932 году впервые синтезирована химическим путём. Открытие метионина имело большое значение для понимания обмена серосодержащих соединений в живых организмах и роли незаменимых аминокислот в питании.

Химические свойства и строение

Метионин имеет химическую формулу C₅H₁₁NO₂S и молекулярную массу 149,21 г/моль. Его систематическое название — 2-амино-4-(метилтио)бутановая кислота. В структуре метионина присутствует метилтиоэфирная группа (-S-CH₃), которая придаёт молекуле гидрофобные свойства. В водных растворах метионин существует в виде цвиттер-иона. Аминокислота оптически активна: в природе встречается преимущественно L-изомер, который и участвует в синтезе белков. D-изомер метионина в организме человека не усваивается.

Биологическая роль

Инициация синтеза белка

У всех организмов, кроме бактерий, трансляция мРНК начинается с кодона AUG, который кодирует метионин. Таким образом, каждая полипептидная цепь у эукариот на начальном этапе содержит метионин (часто отщепляемый в процессе посттрансляционной модификации). У прокариот инициирующей аминокислотой является формилметионин.

Донор метильных групп

Метионин является предшественником S-аденозилметионина (SAM, адеметионин) — универсального донора метильных групп в реакциях метилирования. С помощью SAM осуществляется метилирование ДНК, РНК, белков, фосфолипидов и нейромедиаторов. Эти реакции критически важны для регуляции экспрессии генов, клеточной дифференцировки, работы нервной системы и детоксикации ксенобиотиков.

Метаболизм серы

Метионин участвует в обмене серы, являясь источником атома серы для синтеза цистеина и таурина. Метаболический путь превращения метионина в цистеин (транссульфирование) включает стадии образования гомоцистеина и цистатионина. Нарушение этого пути приводит к накоплению гомоцистеина — фактора риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Антиоксидантная защита

Метионин в составе белков может выступать в качестве «ловушки» для активных форм кислорода (АФК). Окисление остатка метионина до метионинсульфоксида обратимо под действием фермента метионинсульфоксидредуктазы, что позволяет защищать клетки от окислительного стресса.

Пищевые источники и нормы потребления

Метионин содержится преимущественно в продуктах животного происхождения. К богатым источникам относятся:

яйца (особенно белок);
мясо (говядина, курица, индейка);
рыба (тунец, лосось, треска);
молочные продукты (сыр, творог, молоко);
некоторые растительные продукты (семена кунжута, бразильский орех, соевые бобы, киноа).

Суточная потребность взрослого человека в метионине (в комбинации с цистеином, который может его частично замещать) составляет около 10–15 мг на килограмм массы тела, что для человека весом 70 кг соответствует примерно 700–1050 мг. При дефиците метионина в рационе (например, при строгом веганстве без контроля за аминокислотным составом белков) возможно развитие белковой недостаточности, замедление роста у детей и нарушение обмена веществ.

Применение в медицине и фармакологии

Лечение заболеваний печени

Метионин используется в качестве гепатопротектора при жировой дистрофии печени, циррозе и токсических поражениях (в том числе при отравлении парацетамолом). Его эффективность связана с участием в синтезе фосфолипидов и детоксикации аммиака.

Адеметионин (SAM)

Синтетический аналог S-аденозилметионина применяется как антидепрессант, хондропротектор и средство для лечения холестаза (застоя желчи). В ряде стран SAM зарегистрирован как лекарственное средство, в других — как биологически активная добавка.

Коррекция метаболических нарушений

Метионин входит в состав специализированных смесей для парентерального питания и лечебных диет при некоторых наследственных заболеваниях (например, при гомоцистинурии). Однако при гомоцистинурии, вызванной дефицитом цистатионин-β-синтазы, потребление метионина ограничивают.

Вред и противопоказания

Избыточное потребление метионина может оказывать токсическое действие, особенно у людей с нарушением его метаболизма. Высокие дозы метионина способствуют повышению уровня гомоцистеина в крови (гипергомоцистеинемия), что является независимым фактором риска атеросклероза, тромбозов и инфаркта миокарда. Также метионин противопоказан при тяжёлой печёночной недостаточности, метаболическом ацидозе и некоторых формах наследственных аминоацидопатий. У пациентов с шизофренией метионин может провоцировать обострение психотических симптомов.