सार्कोसिन

From LTRC
N-मिथाइलग्लाइसिन
IUPAC name N-मिथाइलग्लाइसिन
Identifiers
CAS Number 107-97-1
PubChem CID 1088
ChemSpider 1057
UNII Z711V88R5F
EC Number 203-538-6
KEGG C00213
ChEBI 15611
ChEMBL 304383
Beilstein Reference 1699442
Gmelin Reference 2018
SMILES CNCC(O)=O
Properties
Formula C3H7NO2
Appearance सफेद ठोस
Odor गंधहीन
Solubility in water 1480 g L−1 (20 °C पर)[1]
Density 1.093 g/mL
Logp 0.599
Acidity (pKa) 2.36
Basicity (pKb) 11.64
Lambdamax 260 nm
Absorbance 0.05
Melting point 208 से 212 °C
Thermochemistry
Std enthalpy of formation −513.50–−512.98 kJ mol−1
Deltahc −1667.84–−1667.54 kJ mol−1
Heat capacity 128.9 J K−1 mol−1
Related
Otherfunction label एल्केनोइक एसिड
Otherfunction डाइमिथाइलग्लाइसिन
ग्लाइकोसायमीन
क्रिएटिन
N-मिथाइल-D-एस्पार्टिक एसिड
बीटा-मिथाइलअमीनो-L-एलानिन
गुआनिडिनोप्रोपियोनिक एसिड
Related compounds डाइमिथाइलएसिटामाइड

सार्कोसिन, जिसे N-मिथाइलग्लाइसिन, या मोनोमिथाइलग्लाइसिन के रूप में भी जाना जाता है, एक गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड है जिसका सूत्र CH3N(H)CH2CO2H है। यह ग्लाइसिन का N-मिथाइल व्युत्पन्न है, जिसमें प्राथमिक अमीन के स्थान पर एक द्वितीयक अमीन होता है, और यह मांसपेशियों तथा शरीर के अन्य ऊतकों में कोलीन से ग्लाइसिन के चयापचय में एक मध्यवर्ती के रूप में प्राकृतिक रूप से पाया जाता है।[2] इसे पहली बार 1847 में जर्मन रसायनज्ञ जस्टस वॉन लिबिग द्वारा अलग किया गया था और नाम दिया गया था।[3]

सार्कोसिन जैविक पदार्थों में सर्वव्यापी है। इसका उपयोग बायोडिग्रेडेबल सर्फेक्टेंट्स और टूथपेस्ट के निर्माण के साथ-साथ अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है। यह कार्बनिक संश्लेषण में एक अभिकर्मक भी है।[4] इसका स्वाद हल्का मीठा होता है।[5]

औषधीय रूप से, सार्कोसिन ग्लाइसिन ट्रांसपोर्टर टाइप 1 (GlyT1) के एक प्रतिस्पर्धी अवरोधक के रूप में कार्य करता है, जो NMDA रिसेप्टर के ग्लाइसिन बाइंडिंग साइट पर एक सह-एगोनिस्ट है, और उच्च सांद्रता पर, यह स्ट्रिकनीन-संवेदनशील ग्लाइसिन रिसेप्टर पर एक एगोनिस्ट है।[6][7] इन गुणों के कारण सिज़ोफ्रेनिया और प्रमुख अवसादग्रस्तता विकार में सहायक उपचार के रूप में इसकी जांच की गई है।[8] सार्कोसिन की पहचान प्रोस्टेट कैंसर में एक ओन्कोमेटाबोलाइट के रूप में भी की गई है, जहां इसका बढ़ा हुआ स्तर रोग की प्रगति और मेटास्टेटिक क्षमता से संबंधित है।[9]

रसायन विज्ञान

सार्कोसिन एक अकिरल, रंगहीन क्रिस्टलीय ठोस है।[10] यह तटस्थ pH पर ज़्विटरियन CH3N+(H)2CH2CO2− के रूप में मौजूद होता है। इसका गलनांक 208–212 °C (अपघटन के साथ) है और यह पानी में अत्यधिक घुलनशील है (20 °C पर 1480 g/L)।[10] अन्य अमीनो एसिड की तरह, सार्कोसिन शारीरिक pH पर एक ज़्विटरियन के रूप में मौजूद होता है, जिसमें अमीन समूह प्रोटोनेटेड और कार्बोक्सिल समूह डीप्रोटोनेटेड होता है।[11] अधिकांश अन्य अमीनो एसिड की तरह, सार्कोसिन कम pH पर एक धनायन और उच्च pH पर एक ऋणायन में परिवर्तित हो जाता है, जिसके संबंधित सूत्र CH3N+(H)2CH2CO2H और CH3N(H)CH2CO2− हैं। pKa मान लगभग 2.21 (कार्बोक्सिल समूह) और 10.2 (अमीनो समूह) हैं।[10]

औद्योगिक संश्लेषण

सार्कोसिन का उत्पादन औद्योगिक रूप से क्लोरोएसिटिक एसिड के एस्टर से किया जा सकता है।[12]

सर्फेक्टेंट्स

सार्कोसिन से विभिन्न प्रकार के सर्फेक्टेंट उत्पादित किए जाते हैं, उदाहरण के लिए सोडियम लॉरॉयल सार्कोसिनेट।[13]

जैव रसायन

सार्कोसिन-ग्लाइसिन अंतःपरिवर्तन की सरलीकृत योजना।

सार्कोसिन ग्लाइसिन संश्लेषण और क्षरण में एक मध्यवर्ती और उप-उत्पाद है। सार्कोसिन को सार्कोसिन डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा ग्लाइसिन में चयापचय किया जाता है, जबकि ग्लाइसिन N-मिथाइलट्रांसफेरेज ग्लाइसिन से सार्कोसिन उत्पन्न करता है। सार्कोसिन एक अमीनो एसिड व्युत्पन्न है जो प्राकृतिक रूप से मांसपेशियों और शरीर के अन्य ऊतकों में पाया जाता है। प्रयोगशाला में, इसे क्लोरोएसिटिक एसिड और मिथाइलअमाइन से संश्लेषित किया जा सकता है। सार्कोसिन कोलीन से ग्लाइसिन के चयापचय में एक मध्यवर्ती है।[14]

सार्कोसिन, संबंधित यौगिकों डाइमिथाइलग्लाइसिन (DMG) और ट्राइमिथाइलग्लाइसिन (बीटेन, TMG) की तरह, कोलीन और मेथियोनीन जैसे पोषक तत्वों के चयापचय के माध्यम से बनता है, जिनमें दोनों में मिथाइल समूह होते हैं जिनका उपयोग जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। सार्कोसिन तेजी से ग्लाइसिन में विघटित हो जाता है, जो प्रोटीन के एक घटक के रूप में अपने महत्व के अलावा, जीवित कोशिकाओं के घटकों जैसे ग्लूटाथियोन, क्रिएटिन, प्यूरीन और सेरीन के एक प्रमुख चयापचय स्रोत के रूप में विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सामान्य मानव विषयों के रक्त सीरम में सार्कोसिन की सांद्रता 1.4 ± 0.6 माइक्रोमोलर होती है।[15]

वितरण

मनुष्यों में, सार्कोसिन बाह्यकोशिकीय डिब्बे, माइटोकॉन्ड्रिया, और पेरोक्सीसोम में अपेक्षाकृत कम सांद्रता में पाया जाता है।[11] मापने योग्य सार्कोसिन सांद्रता वाले ऊतकों में कंकाल की मांसपेशी और प्रोस्टेट ग्रंथि शामिल हैं।[11] इसका कोशिकीय स्तर GNMT-मध्यस्थता संश्लेषण और SARDH/PIPOX-मध्यस्थता अपचय के बीच संतुलन द्वारा कड़ाई से नियंत्रित होता है।

औषध विज्ञान

फार्माकोडायनामिक्स

सार्कोसिन GlyT1 के एक प्रतिस्पर्धी अवरोधक के रूप में कार्य करता है, जो एक ग्लाइसिन ट्रांसपोर्टर है जो मुख्य रूप से ग्लियल कोशिकाओं पर व्यक्त होता है और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में सिनैप्टिक क्लेफ्ट से ग्लाइसिन के पुनरुत्थान के लिए जिम्मेदार है।[6][7][16] GlyT1 को अवरुद्ध करके, सार्कोसिन NMDA रिसेप्टर्स के आसपास ग्लाइसिन की बाह्यकोशिकीय सांद्रता को बढ़ाता है, जिससे NMDA रिसेप्टर-मध्यस्थता न्यूरोट्रांसमिशन में वृद्धि होती है।[16]

GlyT1 अवरोध के माध्यम से NMDA रिसेप्टर फ़ंक्शन की अपनी अप्रत्यक्ष वृद्धि के अलावा, सार्कोसिन सीधे NMDA रिसेप्टर की ग्लाइसिन बाइंडिंग साइट (जिसे GluN1 साइट भी कहा जाता है) पर एक सह-एगोनिस्ट के रूप में कार्य करता है।[7] यह खुराक पर निर्भर तरीके से NMDA-मध्यस्थता धाराओं को बढ़ाता है। सार्कोसिन एक सह-एगोनिस्ट के रूप में ग्लाइसिन से भिन्न है क्योंकि यह उप-संतृप्त सांद्रता पर काफी कम NMDA रिसेप्टर डिसेन्सिटाइजेशन उत्पन्न करता है।[7] समकक्ष रिसेप्टर ऑक्यूपेंसी (EC20 से EC50) पर, सार्कोसिन ने ग्लाइसिन की तुलना में ग्लाइसिन-निर्भर डिसेन्सिटाइजेशन की दर को काफी धीमा कर दिया, जबकि ग्लाइसिन-स्वतंत्र डिसेन्सिटाइजेशन की दर दोनों लिगेंड के लिए समान थी।[7]

GlyT1 अवरोध या NMDA रिसेप्टर सह-एगोनिज़्म के लिए आवश्यक सांद्रता से अधिक सांद्रता पर, सार्कोसिन अतिरिक्त रूप से स्ट्रिकनीन-संवेदनशील ग्लाइसिन रिसेप्टर्स (GlyRs) को सक्रिय करता है।[6] यह एक क्लोराइड धारा उत्पन्न करता है जो खुराक पर निर्भर है, स्ट्रिकनीन द्वारा बाधित होती है, और ग्लाइसिन के साथ योगात्मकता की कमी दिखाती है।[6] सार्कोसिन GlyRs पर ग्लाइसिन की तुलना में कम शक्तिशाली और प्रभावी है, जो संभवतः रिसेप्टर पर ग्लाइसिन बाइंडिंग साइट के भीतर N-मिथाइल समूह द्वारा लगाए गए स्टेरिक बाधाओं के कारण है।[6] सार्कोसिन का GlyR एगोनिज़्म प्रायोगिक सेटिंग्स (0.5–2 mM) में अक्सर उपयोग की जाने वाली सांद्रता पर प्रासंगिक है, जो औषधीय व्याख्या को जटिल बनाता है।[6]

ग्लाइसिन-संबंधित संरचनाओं और NMDA रिसेप्टर्स पर प्रभावों के अलावा, सार्कोसिन को अवसाद के कृंतक मॉडल में AMPA रिसेप्टर फ़ंक्शन और डाउनस्ट्रीम mTOR सिग्नलिंग को संशोधित करने के लिए दिखाया गया है।[17] दीर्घकालिक सार्कोसिन प्रशासन (21 दिन) ने चूहों में क्रोनिक अप्रत्याशित तनाव-प्रेरित अवसादग्रस्तता व्यवहार में सुधार किया।[18] चूहे के फोर्स स्विम टेस्ट में, सार्कोसिन की एक एकल प्रणालीगत खुराक ने हिप्पोकैम्पस में mTOR और इसके अपस्ट्रीम काइनेज के बढ़े हुए फॉस्फोराइलेशन के साथ तेजी से अवसादरोधी-जैसे प्रभाव उत्पन्न किए, और ये व्यवहारिक और आणविक प्रभाव AMPA रिसेप्टर प्रतिपक्षी NBQX या mTOR अवरोधक रैपामाइसिन के साथ प्रीट्रीटमेंट द्वारा समाप्त कर दिए गए थे।[17] सार्कोसिन ने प्रोटीन काइनेज A साइट Ser845 पर GluR1 सबयूनिट के फॉस्फोराइलेशन को भी बढ़ाया, एक परिवर्तन जिसे आमतौर पर उन्नत AMPA रिसेप्टर झिल्ली सम्मिलन के रूप में व्याख्या किया जाता है।[17]

2025 में प्रकाशित क्रायो-EM अध्ययन ने 2.8 Å रिज़ॉल्यूशन पर सार्कोसिन के साथ जटिल मानव GlyT1 की संरचना को हल किया, जिससे ट्रांसपोर्टर एक बंद संरचना में प्रकट हुआ।[19]

फार्माकोकाइनेटिक्स

मौखिक प्रशासन के बाद, सार्कोसिन जठरांत्र संबंधी मार्ग से अवशोषित हो जाता है। यह मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में SARDH द्वारा और कुछ हद तक पेरोक्सीसोम में PIPOX द्वारा ग्लाइसिन में चयापचय किया जाता है।[2][20]

अनुसंधान

सिज़ोफ्रेनिया

प्रारंभिक साक्ष्य बताते हैं कि सार्कोसिन सिज़ोफ्रेनिया के उपचार के लिए क्लोज़ापाइन को छोड़कर कई एंटीसाइकोटिक्स के लिए एक प्रभावी और अच्छी तरह से सहन किया जाने वाला सहायक है, जो सकारात्मक और नकारात्मक दोनों लक्षणों में महत्वपूर्ण कमी दिखाता है।[21][22]

प्रोस्टेट कैंसर

सार्कोसिन पर प्रोस्टेट कैंसर कोशिकाओं के लिए एक बायोमार्कर के रूप में बहस हुई है।[23][24] अन्य शोध ने सुझाव दिया है कि सार्कोसिन प्रोस्टेट कैंसर की प्रगति में एक सक्रिय भूमिका निभाता है, क्योंकि प्रोस्टेट उपकला कोशिकाओं में सार्कोसिन के जुड़ने से एक नए आक्रामक फेनोटाइप का उदय हुआ।[25]

इतिहास

सार्कोसिन को पहली बार 1847 में जर्मन रसायनज्ञ जस्टस वॉन लिबिग द्वारा अलग किया गया था और नाम दिया गया था।

जैकब वोल्हार्ड ने पहली बार 1862 में हर्मन कोल्बे की प्रयोगशाला में काम करते हुए इसे संश्लेषित किया था। सार्कोसिन के संश्लेषण से पहले, यह लंबे समय से क्रिएटिन का एक हाइड्रोलिसिस उत्पाद माना जाता था, जो मांस के अर्क में पाया जाने वाला एक यौगिक है। इस धारणा के तहत, मिथाइलअमाइन और मोनोक्लोरोएसिटिक एसिड के साथ यौगिक तैयार करके, वोल्हार्ड ने साबित किया कि सार्कोसिन N-मिथाइलग्लाइसिन था।[26]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Sarcosine CAS: 107-97-1.
  2. ↑ 2.0 2.1 Metabocard for Sarcosine (HMDB0000271). Human Metabolome Database.
  3. ↑ (2013). "Sarcosine as a Potential Prostate Cancer Biomarker—A Review". International Journal of Molecular Sciences. 14 (7) 13893–13908. doi:10.3390/ijms140713893.
  4. ↑ (2022). "Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis". 1–4. ISBN 9780471936237. doi:10.1002/047084289X.rn02457.
  5. ↑ (July 2019). Quantitative analysis of sarcosine with special emphasis on biosensors: a review. Biomarkers. 24 (5) 415–422. doi:10.1080/1354750X.2019.1615124.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 (2009). "The glycine transport inhibitor sarcosine is an inhibitory glycine receptor agonist". Neuropharmacology. 57 (5–6) 551–555. doi:10.1016/j.neuropharm.2009.07.019.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 (2009). "The glycine transport inhibitor sarcosine is an NMDA receptor co-agonist that differs from glycine". The Journal of Physiology. 587 (13) 3207–3220. doi:10.1113/jphysiol.2009.168757.
  8. ↑ (2005). "Sarcosine or D-Serine Add-on Treatment for Acute Exacerbation of Schizophrenia: A Randomized, Double-blind, Placebo-Controlled Study". Archives of General Psychiatry. 62 (11) 1196–1204. doi:10.1001/archpsyc.62.11.1196.
  9. ↑ (2009). "Metabolomic profiles delineate potential role for sarcosine in prostate cancer progression". Nature. 457 (7231) 910–914. doi:10.1038/nature07762.
  10. ↑ 10.0 10.1 10.2 Sarcosine (107-97-1). ChemicalBook.
  11. ↑ 11.0 11.1 11.2 Sarcosine – CID 1088. PubChem, National Center for Biotechnology Information.
  12. ↑ (2000). "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry". ISBN 3-527-30673-0. doi:10.1002/14356007.a06_537.
  13. ↑ (2019). "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry". 1–56. ISBN 9783527306732. doi:10.1002/14356007.a25_747.pub2.
  14. ↑ (2020). "Formate Metabolism in Health and Disease". Molecular Metabolism. 33 23–37. doi:10.1016/j.molmet.2019.05.012.
  15. ↑ (November 1993). "Serum betaine, N,N-dimethylglycine and N-methylglycine levels in patients with cobalamin and folate deficiency and related inborn errors of metabolism". Metabolism. 42 (11) 1448–60. doi:10.1016/0026-0495(93)90198-W.
  16. ↑ 16.0 16.1 (2001). "The glycine transporter type 1 inhibitor N-[3-(4'-fluorophenyl)-3-(4'-phenylphenoxy)propyl]sarcosine potentiates NMDA receptor-mediated responses in vivo and produces an antipsychotic profile in rodent behavior". The Journal of Neuroscience. 21 (16) 6348–6358. doi:10.1523/JNEUROSCI.21-16-06348.2001.
  17. ↑ 17.0 17.1 17.2 (2015). "AMPA Receptor–mTOR Activation is Required for the Antidepressant-Like Effects of Sarcosine during the Forced Swim Test in Rats". Frontiers in Behavioral Neuroscience. 9 162. doi:10.3389/fnbeh.2015.00162.
  18. ↑ (2017). "Antidepressant-like effects of long-term sarcosine treatment in rats with or without chronic unpredictable stress". Behavioural Brain Research. 316 1–10. doi:10.1016/j.bbr.2016.06.004.
  19. ↑ (2025). Modulation of the human GlyT1 by clinical drugs and cholesterol. Nature Communications. 16 (1) 2431. doi:10.1038/s41467-025-57613-z.
  20. ↑ SARDH Gene – Sarcosine Dehydrogenase. GeneCards.
  21. ↑ (September 2006). "Glycine transporter I inhibitor, N-methylglycine (sarcosine), added to clozapine for the treatment of schizophrenia". Biological Psychiatry. 60 (6) 645–9. doi:10.1016/j.biopsych.2006.04.005.
  22. ↑ (March 2004). "Glycine transporter I inhibitor, N-methylglycine (sarcosine), added to antipsychotics for the treatment of schizophrenia". Biological Psychiatry. 55 (5) 452–6. doi:10.1016/j.biopsych.2003.09.012.
  23. ↑ (May 2010). "Serum sarcosine is not a marker for prostate cancer". Annals of Clinical Biochemistry. 47 (Pt 3) 282. doi:10.1258/acb.2010.009270.
  24. ↑ (July 2009). "The search for new prostate cancer biomarkers continues". Clinical Chemistry. 55 (7) 1277–9. doi:10.1373/clinchem.2009.126870.
  25. ↑ (May 2013). The Role of Sarcosine Metabolism in Prostate Cancer Progression. Neoplasia. 15 (5) 491–IN13. doi:10.1593/neo.13314.
  26. ↑ (1993). The Quiet Revolution: Hermann Kolbe and the Science of Organic Chemistry. 239–64. University of California. ISBN 978-0-520-08110-9.

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Sarcosine" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Sarcosine यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=सार्कोसिन&oldid=8341"