बीटा-मिथाइलैमिनो-एल-एलानिन

From alpha
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"बीएमएए" redirects here. For other uses, see बीएमएए (disambiguation).
β-Methylamino-L-alanine
Stereo, skeletal formula of beta-methylamino-L-alanine (S)
Names
IUPAC name
3-(Methylamino)-L-alanine
Systematic IUPAC name
(2S)-2-Amino-3-(methylamino)propanoic acid[1]
Other names
2-Amino-3-methylaminopropanoic acid
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
KEGG
MeSH alpha-amino-beta-methylaminopropionate
UNII
  • InChI=1S/C4H10N2O2/c1-6-2-3(5)4(7)8/h3,6H,2,5H2,1H3,(H,7,8)/t3-/m0/s1 ☒N
    Key: UJVHVMNGOZXSOZ-VKHMYHEASA-N ☒N
  • CNC[C@@H](C(=O)O)N
Properties
C4H10N2O2
Molar mass 118.136 g·mol−1
log P −0.1
Acidity (pKa) 1.883
Basicity (pKb) 12.114
Related compounds
Related alkanoic acids
Related compounds
 Dimethylacetamide
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β-मिथाइलैमिनो-L-ऐलेनिन, या बीएमएए, साइनोबैक्टीरीया द्वारा निर्मित गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड है। जो मुख्य रूप से बीएमएए न्यूरोटॉक्सिन है और विभिन्न न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में इसकी संभावित भूमिका वैज्ञानिक शोध का विषय है।

संरचना और गुण

बीएमएए पक्ष श्रृंखला पर मिथाइलैमिनो समूह के साथ एमिनो एसिड अलैनिन का व्युत्पन्न (रसायन विज्ञान) है। इस गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड को रासायनिक ध्रुवीय आधार (रसायन विज्ञान) के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

स्रोत और पहचान

बीएमएए समुद्री, मीठे पानी और स्थलीय वातावरण में साइनोबैक्टीरिया द्वारा निर्मित होता है।[2][3] सुसंस्कृत गैर-नाइट्रोजन-फिक्सिंग सायनोबैक्टीरिया में, नाइट्रोजन-रहित माध्यम में बीएमएए उत्पादन बढ़ता है।[4] सायनोबैक्टीरिया में बायोसिंथेटिक मार्ग अज्ञात है, अपितु पर्यावरणीय लोहे की सफाई में बीएमएए और इसके संरचनात्मक एनालॉग 2,4-डायमिनोब्यूटेनोइक एसिड (2,4-DAB) की भागीदारी की परिकल्पना की गई है।[5][6] बीएमएए जलीय जीवों और साइनोबैक्टीरियल सिम्बायोसिस वाले पौधों में पाया गया है जैसे कि कुछ लाइकेन, फ्लोटिंग फ़र्न अजोला, ट्रॉपिकल फ़्लॉवरिंग प्लांट गुननेरा की लीफ पेटिओल (वनस्पति विज्ञान), साइकैड्स के साथ-साथ उन जानवरों में जो साइकैड के बीजों के मांसल आवरण ,टेरोपस सहित को खाते हैं।[7][8][9][10]

बीएमएए की उच्च सांद्रता शार्क के पंखों में उपस्थित होती है।[11] क्योंकि बीएमएए न्यूरोटॉक्सिन है, इसलिए शार्क फिन सूप और इसमें उपास्थि इनकी गोलियों का सेवन स्वास्थ्य के लिए खतरा उत्पन्न कर सकता है।[12] तरल क्रोमाटोग्राफी, एचपीएलसी या उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी, मास स्पेक्ट्रोमेट्री, प्रोटीन अनुक्रमण, केशिका वैद्युतकणसंचलन और एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी सहित कई प्रयोगशाला विधियों के माध्यम से विष का पता लगाया जा सकता है।[13]

न्यूरोटॉक्सिसिटी

बीएमएए चूहों में रक्त-मस्तिष्क की बाधा को पार कर सकता है। इसे अन्य अंगों की तुलना में मस्तिष्क में जाने में अधिक समय लगता है, अपितु यहाँ जाने के पश्चात, यह प्रोटीन में फंस जाता है, इस प्रकार समय के साथ-साथ धीमी गति से रिलीज होने के कारण इस प्रकार के जलाशय का निर्माण करता है।[14][15]

तंत्र

चूंकि तंत्र जिसके द्वारा बीएमएए मोटर न्यूरॉन डिसफंक्शन और मृत्यु का कारण बनता है, इस प्रकार पूर्ण रूप से इसे समझा नहीं गया है, इस प्रकार वर्तमान शोध से पता चलता है कि इसके प्रभाव के कई तंत्र हैं। इस तीव्रता से, बीएमएए एनएमडीए रिसेप्टर , कैल्शियम पर निर्भर होने वाले एएमपीए रिसेप्टर, और केनेट रिसेप्टर रिसेप्टर्स जैसे ग्लूटामेट रिसेप्टर्स पर एक्साइटोटॉक्सिसिटी के रूप में कार्य करता है।[16][17] इस प्रकार माना जाता है कि जीआरएम5 की सक्रियता ग्लूटेथिओन की कमी से न्यूरॉन में ऑक्सीडेटिव तनाव को प्रेरित करती है।[18]

सेरीन के स्थान पर नवजात प्रोटीनों में बीएमएए को इसके लिए बुरी तरह से सम्मिलित किया जा सकता है, इस कारण L-सेरीन, संभवतः प्रोटीन मिसफॉल्डिंग और एग्रीगेशन का कारण बनता है, इस प्रकार अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग, पेशीशोषी पार्श्व काठिन्य (एएलएस), प्रगतिशील सुपरन्यूक्लियर पाल्सी (पीएसपी), और लेवी बॉडी रोग सहित न्यूरोफिब्रिलरी उलझन के दोनों लक्षण हैं। इसके कारण कृत्रिम परिवेशीय शोध से पता चला है कि अतिरिक्त की उपस्थिति में बीएमएए का प्रोटीन जुड़ाव L-सेरीन बाधित हो सकता है।[19]

प्रभाव

2015 में सेंट किट्स में वर्वेट या क्लोरोसेबस सबाईस के साथ किया गया अध्ययन हैं, जो अपोलीपोप्रोटीन जीन की ऐसी स्थिति जो मनुष्यों में अल्जाइमर रोग के लिए खतरे का कारक है, जिसके लिए यह समरूप हैं, इस प्रकार यह पाया गया हैं कि बीएमएए मौखिक रूप से विकसित हॉलमार्क हिस्टोपैथोलॉजी विकसित वर्वेट अल्जाइमर रोग की विशेषताएं, जिसमें अमाइलॉइड बीटा प्लेक और न्यूरोफाइब्रिलरी टैंगल संचय सम्मिलित हैं। इस प्रकार बीएमएए की छोटी खुराक खिलाए गए परीक्षण में वेरवेट्स को इन पैथोलॉजी सुविधाओं में सहसंबंधी कमी पाई गई हैं। इसके अतिरिक्त, सेरीन के साथ सह-प्रशासित बीएमएए वाले रिक्रूट मंकी को स्वयं से प्रशासित किए गए बीएमएए की तुलना में 70% कम बीटा-एमिलॉइड प्लेक और न्यूरोफिब्रिलरी टेंगल्स पाए गए हैं, यह सुझाव देते हुए कि सेरीन बीएमएए के न्यूरोटॉक्सिक प्रभावों के विरूद्ध सुरक्षात्मक हो सकता है।

यह प्रयोग अल्जाइमर रोग के पहले इन-विवो मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें बीटा-एमिलॉयड प्लेक और हाइपरफॉस्फोरिलेटेड ताऊ प्रोटीन दोनों सम्मिलित हैं। यह अध्ययन यह दर्शाता है कि बीएमएए पर्यावरणीय विष, जीन-पर्यावरण संपर्क के परिणामस्वरूप न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग को ट्रिगर कर सकता है।[20]

साइकैड प्रजातियों को खाने वाले वाले जानवरों में डीजेनेरेटिव लोकोमोटर रोगों का वर्णन किया गया है, जो पौधे और एएलएस/पीडीसी के एटियलजि के बीच संभावित लिंक में रुचि उत्पन्न करता है। इसके बाद की प्रयोगशालाओं को विभिन्न जाँचों में बीएमएए की उपस्थिति का पता चलता हैं। बीएमएए ने रीसस मकाक में गंभीर न्यूरोटॉक्सिसिटी को प्रेरित किया हैं, जिसमें इसे सम्मिलित किया गया हैं:[21]

  • अंग की मांसपेशी शोष
  • पूर्वकाल सींग की कोशिकाओं का गैर-प्रतिक्रियाशील अध: पतन
  • मोटर प्रांतस्था के पिरामिड न्यूरॉन्स का अध: पतन और आंशिक हानि
  • व्यवहार विकार
  • केंद्रीय मोटर मार्ग में कार्य क्षमता की कमी
  • मोटर कॉर्टेक्स बेट्ज़ कोशिकाओं के न्यूरोपैथोलॉजिकल परिवर्तन

ऐसी रिपोर्टें हैं कि कम बीएमएए सांद्रता माउस रीढ़ की हड्डी से ऊतक संवर्धन मोटर न्यूरॉन्स को मुख्य रूप से मार सकती है, और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों का उत्पादन कर सकती है।[17][22]

वैज्ञानिकों ने यह भी पाया है कि बीएमएए के साथ इसका उपचार किए गए नवजात चूहों में हिप्पोकैम्पस में प्रगतिशील न्यूरोडीजेनेरेशन दिखाई देता है, जिसमें इंट्रासेल्युलर फाइब्रिलर समावेशन, और बिगड़ा हुआ सीखने और स्मृति वयस्कों के रूप में सम्मिलित है।[23][24][25] इस प्रकार बीएमएए को कृंतक स्तन के दूध में उत्सर्जित होने की सूचना दी गई है, और बाद में दूध पिलाने वाली संतानों को स्थानांतरित कर दिया गया है, यह सुझाव देते हुए कि माताओं और गायों के दूध अन्य संभावित खतरों भरे मार्ग हो सकते हैं।[26]

मानव स्थितियाँ

बीएमएए के लिए क्रोनिक आहार से जुड़े खतरों को अब एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस/पार्किंसनिज़्म- पागलपन कॉम्प्लेक्स (एएलएस/पीडीसी) का कारण माना जाता है, जिसकी गुआम के कैमोरोस लोगों के बीच घटना की दर बहुत अधिक थी।[27] इस प्रकार चमोरो की इस स्थिति को लिटिको-बोडिग रोग कहते हैं। इस प्रकार लिटिको-बॉडीग[28] को 1950 के दशक में, गुआम और रोटा (द्वीप) के चमोरो निवासियों के लिए एएलएस/पीडीसी प्रसार अनुपात और मृत्यु दर संयुक्त राज्य सहित विकसित देशों की तुलना में 50-100 गुना अधिक थी।[28] इस प्रकार की बीमारी के लिए कोई प्रत्यक्ष वंशागत या विषाणु कारक नहीं पाए गए, और इसके पश्चात इसमें गुआम पर 1963 के पश्चात एएलएस/पीडीसी में गिरावट के कारण उत्तरदायी पर्यावरण एजेंटों की खोज हुई हैं।[29] इस प्रकार साइकैड के बीजों से बने आटे का उपयोग ( साइकस माइक्रोनेशिका [30]) पारंपरिक खाद्य पदार्थों में कमी आई क्योंकि वह पौधा दुर्लभ हो गया और द्वितीय विश्व युद्ध के पश्चात चमोरो की आबादी अधिक अमेरिकी हो गई हैं।[31] इस प्रकार साइकैड्स की विशेष मूलों में जीनस नोस्टॉक के सहजीवी सायनोबैक्टीरिया को आश्रय देते हैं जो पत्ती कूड़े के माध्यम से प्रकाश में धकेलते हैं, ये सायनोबैक्टीरिया बीएमएए उत्पन्न करते हैं।[32]

साइकाड के आटे से पारंपरिक खाद्य पदार्थों को सीधे खाने के अलावा, बीएमएए को मानव द्वारा जैव आवर्धन के माध्यम से ग्रहण किया जा सकता है। इस प्रकार से उड़ने वाली लोमड़ियां, चमोरो विनम्रता, साइकैड के बीजों के सरकोटेस्टा पर चारा खाती हैं, और उनके शरीर में विष को केंद्रित करती हैं। इस प्रकार बीएमएए के लिए संग्रहालय संग्रह से उड़ने वाली लोमड़ियों के चौबीस नमूनों का परीक्षण किया गया था, जो गुआम से उड़ने वाली लोमड़ियों में बड़ी मात्रा में पाए गए थे।[33] इस प्रकार 2021 तक अध्ययनों ने समुद्री और एस्टुरीन प्रणालियों में बीएमएए जैव आवर्धन और गुआम के बाहर मानव स्वास्थ्य पर इसके संभावित प्रभाव की जांच को निरंतर रखा हैं।[34]

एएलएस/पीडीसी, एएलएस, अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग, हंटिंग्टन रोग, और तंत्रिका संबंधी नियंत्रणों के मानव मस्तिष्क के ऊतकों पर अध्ययन ने संकेत दिया कि बीएमएए गैर-आनुवंशिक प्रगतिशील न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग में उपस्थित है, अपितु नियंत्रण या आनुवंशिक-आधारित हंटिंगटन रोग में नहीं है।[35][36][37][38]

As of 2021 न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग में पर्यावरणीय कारक के रूप में बीएमएए की भूमिका में अनुसंधान निंरतर रहता हैं।[39][40][41]

नैदानिक ​​परीक्षण

एएलएस रोगियों के इलाज के सुरक्षित और प्रभावी तरीके L-सेरीन, जो बीएमएए-प्रेरित न्यूरोडिजेनरेशन से गैर-मानव प्राइमेट्स की रक्षा करने के लिए पाया गया है, इस प्रकार फीनिक्स न्यूरोलॉजिकल एसोसिएट्स और फोर्ब्स/नॉरिस एएलएस/एमएनडी क्लिनिक द्वारा आयोजित नैदानिक ​​परीक्षणों का लक्ष्य रहा है और एथनोमेडिसिन संस्थान द्वारा प्रायोजित है।[42][43]

यह भी देखें

संदर्भ

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