Methylglyoxal
મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ (એમ. જી. ઓ.) એ સૂત્ર CH3C (O) CHO સાથેનું કાર્બનિક સંયોજન છે. તે પાયરુવિક એસિડનું ઘટાડેલું વ્યુત્પન્ન છે. તે એક પ્રતિક્રિયાશીલ સંયોજન છે જે ડાયાબિટીસના જીવવિજ્ઞાનમાં સંકળાયેલું છે. વધુ પડતા અભિવ્યક્ત મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ સિન્થેઝનો ઉપયોગ કરીને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના અધઃપતન દ્વારા ઔદ્યોગિક રીતે મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ ઉત્પન્ન થાય છે. રાસાયણિક માળખું વાયુયુક્ત મિથાઈલગ્લાયૉક્સલમાં બે કાર્બોનિલ જૂથો છે, એક એલ્ડિહાઇડ અને એક કીટોન. પાણીની હાજરીમાં, તે હાઇડ્રેટ્સ અને ઓલિગોમર્સ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ હાઇડ્રેટ્સની રચના એમ. જી. ઓ. ની ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાત્મકતાનું સૂચક છે, જે તેની જૈવિક વર્તણૂક સાથે સુસંગત છે. બાયોકેમિસ્ટ્રી બાયોસિંથેસિસ અને બાયોડિગ્રેડેશન સજીવોમાં, મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ અનેક મેટાબોલિક માર્ગોની આડપેદાશ તરીકે રચાય છે. મિથાઈલગ્લાયૉક્સલ મુખ્યત્વે ગ્લાયકોલિસિસના આડપેદાશો તરીકે ઉદભવે છે જેમાં ગ્લાયસરાલ્ડેહાઇડ-3-ફોસ્ફેટ અને ડાયહાઇડ્રોક્સીએસેટોન ફોસ્ફેટનો સમાવેશ થાય છે. એવું પણ માનવામાં આવે છે કે તે એસીટોન અને થ્રેઓનિનના અધઃપતન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. એમ. જી. ઓ. તરફના અસંખ્ય માર્ગોનું ઉદાહરણ, એરિસ્ટોલોચિક એસિડ ઝેરવાળા ઉંદરમાં કિડની પ્રોટીનના મિથાઈલગ્લાયઓક્સલમાં 12 ગણો વધારો કરે છે, જે 18 થી વધીને 233 માઇક્રોગ્રામ/મિલિગ્રામ થાય છે. તે 3-એમિનોએસેટોનમાંથી બની શકે છે, જે થ્રેઓનાઇન કેટાબોલિઝમનું મધ્યવર્તી છે, તેમજ લિપિડ પેરોક્સિડેશન દ્વારા. જો કે, સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્રોત ગ્લાયકોલિસિસ છે. અહીં, ગ્લાયકોલિસિસના બે મધ્યવર્તી ગ્લાયસરાલ્ડેહાઇડ ફોસ્ફેટ અને ડાયહાઇડ્રોક્સીએસેટોન ફોસ્ફેટ (ડી. એચ. એ. પી.) માંથી નોનએન્ઝાઇમેટિક ફોસ્ફેટના નાબૂદીથી મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ ઉત્પન્ન થાય છે. આ રૂપાંતરણ કોમોડિટી રાસાયણિક 1,2-પ્રોપેનેડિઓલ માટે સંભવિત જૈવ તકનીકી માર્ગનો આધાર છે. મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ અત્યંત સાયટોટોક્સિક હોવાથી, કેટલીક બિનઝેરીકરણ પદ્ધતિઓ વિકસિત થઈ છે. તેમાંથી એક ગ્લાયોક્સાલેઝ સિસ્ટમ છે. મિથાઈલગ્લાયઓક્સલને ગ્લુટાથિઓન દ્વારા બિનઝેરીકૃત કરવામાં આવે છે. ગ્લુટાથિઓન મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હેમિથિઓએસેટલ આપે છે, જે ગ્લાયોક્સાલેઝ I દ્વારા એસ-લેક્ટોઇલ-ગ્લુટાથિઓનમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ થિયોએસ્ટરને ગ્લાયોક્સાલેઝ II દ્વારા-લેક્ટેટમાં હાઇડ્રોલાઇઝ કરવામાં આવે છે. બાયોકેમિકલ કાર્ય મિથાઈલગ્લાયૉક્સલ એડવાન્સ્ડ ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સ (એજીઇ) ની રચનામાં સામેલ છે. આ પ્રક્રિયામાં, મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ લાઇસિન અને આર્જિનિનના મુક્ત એમિનો જૂથો સાથે અને સિસ્ટીનના થિયોલ જૂથો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જે એજીઇ બનાવે છે. હિસ્ટોન્સ પણ મિથાઈલગ્લાયૉક્સલ દ્વારા ફેરફાર માટે ભારે સંવેદનશીલ હોય છે અને સ્તન કેન્સરમાં આ ફેરફારો ઊંચા હોય છે. ડીએનએ નુકસાન પ્રતિક્રિયાશીલ કાર્બોનિલ્સ દ્વારા પ્રેરિત થાય છે, મુખ્યત્વે મિથાઈલગ્લાયૉક્સલ અને ગ્લાયોક્સલ, ઓક્સિડેટીવ ડીએનએ નુકસાનની સમાન આવર્તન પર. આવા નુકસાન, જેને ડીએનએ ગ્લાયકેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે પરિવર્તન, ડીએનએમાં ભંગાણ અને સાયટોટોક્સિસિટીનું કારણ બની શકે છે. મનુષ્યોમાં, પ્રોટીન DJ-1 (જેને PARK7 પણ કહેવાય છે), ગ્લાયકેટેડ DNA પાયાના સમારકામમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. બાયોમેડિકલ પાસાઓ લોહીમાં શર્કરાના સ્તરમાં વધારો થવાને કારણે, ડાયાબિટીસના દર્દીઓમાં મિથાઈલગ્લાયઓક્સલની સાંદ્રતા વધારે હોય છે અને તેને ધમનીય એથેરોજેનેસિસ સાથે જોડવામાં આવે છે. ગ્લાયકેશન દ્વારા મિથાઈલગ્લાયૉક્સલથી લો-ડેન્સિટી લિપોપ્રોટીન દ્વારા નુકસાન ડાયાબિટીસના દર્દીઓમાં એથેરોજેનેસિસમાં ચાર ગણો વધારો કરે છે. મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ ચેતા અંત સાથે સીધું જોડાય છે અને તેના દ્વારા ડાયાબિટીક ન્યુરોપથીમાં ક્રોનિક ચરમપન્થાના દુઃખાવામાં વધારો થાય છે. પ્રસંગોપાત, અન્ય મિથાઈલગ્લાયઓક્સલ એ અમુક પ્રકારના મધનો એક ઘટક છે, જેમાં મનુકા મધનો સમાવેશ થાય છે; તે ઇ. કોલી અને એસ. ઓરેયસ સામે સક્રિય હોવાનું જણાય છે અને પી. એરુગિનોસા દ્વારા રચાયેલી બાયોફિલ્મ્સની રચનાને રોકવામાં મદદ કરી શકે છે. સંશોધન સૂચવે છે કે મધમાં રહેલું મિથાઈલગ્લાયૉક્સલ તંદુરસ્ત વ્યક્તિઓમાં અદ્યતન ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સ (એજીઇ) ની રચનામાં વધારો કરતું નથી. ડાયકાર્બોનિલ 1,2-ડાયકાર્બોનિલ પણ જુઓ, મિથાઈલગ્લાયઓક્સલને 1,2-ડાયકાર્બોનિલ સંદર્ભો એલ્ડેહાઇડ્સ એન્ડોજેનસ એલ્ડેહાઇડ્સ જીએબીએએ રીસેપ્ટર એગોનિસ્ટ્સ મેટાબોલિઝમ કોન્જુગેટેડ કીટોન એડવાન્સ્ડ ગ્લાયકેશન એન્ડ-પ્રોડક્ટ્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.