Сукцинат — соль янтарной кислоты¶

Сукцинат — соль или сложный эфир янтарной кислоты (бутандиовой кислоты, C₄H₆O₄), образуемый при замещении водородных атомов карбоксильных групп на катионы металлов или органические радикалы. Наиболее распространённый представитель — натрия сукцинат (Na₂C₄H₄O₄). В биохимии термин «сукцинат» относится к иону янтарной кислоты (C₄H₄O₄²⁻), участвующему в цикле Кребса — ключевом этапе клеточного дыхания.

¶Химические свойства

Сукцинаты — соли двухосновной карбоновой кислоты, поэтому существуют в двух формах: кислые (гидрогенсукцинаты, например NaHC₄H₄O₄) и средние (полные соли, Na₂C₄H₄O₄). Средние сукцинаты имеют нейтральную или слабощелочную реакцию раствора, кислые — кислую.

Янтарная кислота и её соли хорошо растворимы в воде, слабо растворимы в этаноле. При нагревании до 185 °C янтарная кислота возгоняется без разложения, что отличает её от других предельных дикарбоновых кислот. Сукцинаты участвуют в характерных реакциях карбоновых кислот: образовании сложных эфиров, амидов, ангидридов.

¶Роль в биохимии

¶Цикл Кребса

Ион сукцината (янтарной кислоты) — промежуточный метаболит цикла Кребса (цитратного цикла). В митохондриях сукцинат образуется из сукцинил-КоА под действием фермента сукцинил-КоА-синтетазы с одновременным синтезом АТФ (или ГТФ). Далее сукцинат окисляется ферментом сукцинатдегидрогеназой до фумарата; этот фермент встроен во внутреннюю мембрану митохондрий и одновременно является комплексом II электронно-транспортной цепи, передающим электроны на убихинон (коэнзим Q₁₀).

Нарушение работы сукцинатдегидрогеназы связано с развитием ряда заболеваний. Мутации в генах SDH подавляют опухолевый рост (ген-супрессор), однако накопление сукцината при дефиците фермента запускает парагипоксические сигнальные пути, способствующие ангиогенезу и прогрессированию некоторых опухолей (феохромоцитома, параганглиома, гастроинтестинальные стромальные опухоли).

¶Другие метаболические пути

Сукцинат участвует в глюконеогенезе, в анаэробном гликолизе (в некоторых тканях, например в эритроцитках и в опухолевых клетках, сукцинат может накапливаться при гипоксии). Он также служит предшественником порфиринов (через сукцинил-КоА и альфа-кетоглутарат в цикле Кребса) и участвует в метаболизме аминокислот (глутамата, пролина, аргинина).

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Натрия и калия сукцинаты используются как пищевые добавки (Е363). Они придают продуктам кисловатый вкус и применяются в производстве напитков, кондитерских изделий, мясных продуктов. В России и ЕАЭС добавка Е363 разрешена к применению в установленных нормативами пределах.

¶Медицина и фармакология

Сукцинаты исследуются как метаболические средства. Натрия сукцинат применяется в составе некоторых препаратов для поддержания энергетического обмена, в ветеринарии — как средство при ацидозах. Донаторы сукцината (например, диметилсукцинат) изучаются в онкологии и кардиологии: в экспериментальных работах показано, что введение сукцината может ограничивать рост опухолей, активируя иммунный ответ.

¶Биотехнология

Янтарная кислота и её соли получают микробиологическим синтезом — ферментацией сахаров штаммами Actinobacillus succinogenes, Basfia succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens и генетически модифицированными Escherichia coli. В России промышленное производство янтарной кислоты и сукцинатов налажено на базе биотехнологических производств, в том числе с использованием побочных потоков нефтепереработки (малеиновый ангидрид гидрируется до янтарной кислоты).

¶Нахождение в природе

Свободная янтарная кислота и её соли обнаружены в растениях (особенно в недозрелых ягодах — крыжовнике, винограде, ревене), в углях, в янтаре (отсюда название кислоты), в организмах животных как метаболит. В биологических жидкостях человека концентрация сукцината в крови составляет около 5–20 мкмоль/л и повышается при гипоксии, ишемии и ряде метаболических нарушений.

¶См. также

• Янтарная кислота
• Цикл Кребса
• Сукцинатдегидрогеназа
• Метаболомика

¶Источники

• Nelson D. L., Cox M. M. Lehninger Principles of Biochemistry
• Voet D., Voet J. G. Biochemistry
• Гранкин В. А. Биохимия: учебное пособие
• Данные ГОСТ и нормативных документов ЕАЭС по пищевым добавкам