I chetoacidi sono composti organici contenenti due gruppi funzionali: un gruppo carbossilico (−COOH) e uno carbonilico (˂C=O).
In base alla posizione del gruppo carbonilico rispetto a gruppo carbossilico, cui le regole della nomenclatura IUPAC assegnano la priorità più alta, sono suddivisi in alfa-chetoacidi, beta-chetoacidi, e gamma-chetoacidi.[2]
I chetoacidi, e in particolare gli alfa-chetoacidi, sono molto importanti in biochimica, essendo coinvolti in molte vie metaboliche.
Alfa-chetoacidi
Negli alfa-chetoacidi il gruppo carbonilico è adiacente al carbonio carbossilico. Molti di questi composti, in forma delle rispettive basi coniugate, svolgono importanti funzioni biologiche. Di seguito alcuni esempi.[4]
L’acido piruvico, il più semplice alfa-chetoacido, è il prodotto finale della glicolisi.
L’acido ossalacetico e l’acido alfa-chetoglutarico sono intermedi del ciclo dell’acido citrico.
Gli alfa-chetoacidi possono derivare da reazioni di transaminazione e di deaminazione ossidativa di aminoacidi. Nelle reazioni di transaminazione il gruppo amminico in alfa dell’amminoacido viene trasferito a un alfa-chetoacido, di solito l’alfa-chetoglutarato, con formazione di un nuovo amminoacido e di un alfa-chetoacido. Queste reazioni sono catalizzate da enzimi detti transaminasi o aminotransferasi (EC 6.1.-).
alfa-Chetoacido + Aminoacido ⇄ Nuovo aminoacido + Nuovo alfa-chetoacido
Nelle reazioni di deaminazione ossidativa gli amminoacidi sono convertiti nei corrispettivi alfa-chetoacidi a mezzo dell’eliminazione del gruppo amminico, che è convertito in ammoniaca e sostituito da un gruppo carbonilico. Essendo le reazione reversibile gli alfa-chetoacidi sono anche precursori degli aminoacidi.
Nota: l’ammoniaca è un composto tossico e, nel fegato, viene convertita in urea attraverso il ciclo dell’urea.[4]
Piruvato, ossalacetato e alfa-chetoglutarato, quest’ultimo via ossalacetato, sono i punti di ingresso nella gluconeogenesi degli scheletri carboniosi di molti amminoacidi glucogenici.[4]
E’ stato inoltre osservato che, in vitro, linee cellulari tumorali murine e umane rilasciano nel microambiente tumorale 2-chetoacidi quali α-chetoisocaproato, l’α-cheto-β-metilvalerato e l’α-chetoisovalerato, molecole in grado di influenzare l’attività antitumore dei macrofagi.[1]
Beta-chetoacidi
Nei beta-chetoacidi il gruppo carbonilico è sul secondo carbonio dopo il carbonio carbossilico.
Esempi sono l’acido acetoacetico, il più semplice 3-chetoacido, e l’acido β-idrossibutirrico, i quali sono due dei tre corpi chetonici, assieme all’acetone, prodotti dall’epatocita quando l’acetil-CoA è prodotto in eccesso rispetto alla capacità della citrato sintasi (EC 2.3.3.1 ), quindi del ciclo dell’acido citrico, di ossidarlo, situazione che si presenta durante il digiuno prolungato o diete molto povere in carboidrati.
Da notare che acetoacetil-CoA e beta-idrossibutirril-CoA, ossia le due forme attivate dei rispettivi beta-chetoacidi, sono intermedi della via di sintesi dell’acido butirrico seguita dalla maggior parte dei batteri del microbiota intestinale produttori dell’acido grasso.[3][5][6]
Gamma-chetoacidi
Nei gamma-chetoacidi il gruppo carbonilico è sul terzo carbonio dopo il carbonio carbossilico. Un esempio è l’acido levulinico, il più semplice gamma-chetoacido, che deriva dal catabolismo della cellulosa.
Bibliografia
- ^ Cai Z., Li W., Brenner M., Bahiraii S., Heiss E.H., Weckwerth W. Branched-chain ketoacids derived from cancer cells modulate macrophage polarization and metabolic reprogramming. Front Immunol 2022;13:966158. doi:10.3389/fimmu.2022.966158
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