L-מתיוניןהיא חומצת אמינו, אבקה גבישית לבנה או מעט צהובה, מסיסים בקלות במים, מסיסים מעט באתנול ובאתר, בלתי מסיסים בכלורופורם ובנזן. L-methionine היא חומצת אמינו חיונית וממלאת תפקיד חשוב בבריאות האדם. זהו אחד המרכיבים של חלבון, וגם המצע והקו-פקטור של תגובות מטבוליות חשובות רבות באורגניזמים.
השימושים השונים של L-מתיונין כוללים:
1. Feed additive: L-methionine is an essential amino acid, which can be used as a feed additive in animal feed to promote the growth and development of animals.
2. תחום פרמצבטי: L-methionine יכול לשמש לסינתזה של תרופות, כגון תרופות נגד גידולים ותרופות אנטי-ויראליות.
3. תוסף מזון: L-methionine יכול לשמש כדי להגביר את הערך התזונתי של מזון, כגון הוספת מזון לתינוקות, מוצרי תזונה וטיפוח בריאות ומזון למטרות רפואיות מיוחדות.
4. קוסמטיקה: L-methionine ניתן להשתמש בקוסמטיקה. לדוגמה, ניתן להוסיף אותו למוצרי טיפוח עם השפעות הלבנה, נוגדות חמצון ולחות.
5. ניתוח כרומטוגרפי: L-methionine יכול לשמש בניתוח כרומטוגרפי כחומר ייחוס לניתוח וזיהוי כיראליים.
6. יישום תעשייתי: L-methionine יכול לשמש לסינתזה תעשייתית של מתיונין, אתיונין ותרכובות אחרות, כתוצר ביניים בסינתזה אורגנית.
7. במילה אחת, L-methionine נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים ויש לו משמעות כלכלית וחברתית חשובה.
L-Metionine מיוצר בעיקר על ידי תסיסה מיקרוביאלית. השלבים הספציפיים הם כדלקמן:
1. סקר מיקרוביאלי: בחר זני חיידקים שיכולים לייצר L-methionine ביעילות, כגון Escherichia coli, actinomycetes וכו'.
2. הפקת תסיסה: זני החיידקים הנבחרים מתרבים במדיום המכיל מקורות חנקן ופחמן איכותיים ולאחר תסיסה ומיצוי מתמשכים מתקבל מרק תסיסה מסוג L-מתיונין בריכוז גבוה.
3. זיקוק וטיהור: מרק התסיסה מופרד ומטוהר במגוון טכנולוגיות הפרדה כגון חילופי יונים, סינון ג'ל, כרומטוגרפיה נגד זרם ועוד, ולבסוף מתקבל L-methionine בטוהר גבוה.
שיטת תסיסה מיקרוביאלית זו היא השיטה העיקרית לייצור תעשייתי של L-methionine כיום. יש לו את היתרונות של יעילות גבוהה, קיימות ועלות נמוכה. במקביל, קיימות שיטות סינתזה תעשייתיות נוספות כמו סינתזת חומצות אמינו, המרת חומצות אמינו ושיטות נוספות, אך בהשוואה לתסיסה מיקרוביאלית, לשיטות אלו עלויות ייצור גבוהות יותר ולכן מידת התיעוש נמוכה.
תכונות התגובה של L-מתיונין הן כדלקמן:
1. תגובת אמינו: קבוצת האמינו של L-methionine יכולה להגיב עם חומצה או אנהידריד ליצירת קשר פפטיד או קשר לקטם מחזורי.
2. תגובת קרבוקסיל: קבוצת הקרבוקסיל של L-methionine יכולה להגיב עם אמין או אלכוהול ליצירת אמיד או אסטר.
3. תגובת חמצון: השרשרת הצדדית של L-methionine מכילה אטומי גופרית, שקל לחמצן לדי-סולפיד, וניתן גם לחמצן לסולפט או תיאו-חומצה.
4. תגובת הפחתה: השרשרת הצדדית של L-methionine מכילה אטומי גופרית, אותם ניתן לצמצם למרקפטו או למרקפטן.
5. תגובת זרחון: ההידרוקסיל של L-methionine יכול להיות זרחן לפוספט, למשל, מתילתיומתיונין יכול להיות זרחן ל-methylthiomethionine phosphate וכו'.
6. תגובה אצטל: L-methionine יכול להגיב עם תרכובות קרבוניל כדי ליצור תוצרי אצטל עם שני אטומי פחמן.
7. תגובת מתילציה: ניתן לבצע מתילציה של אטום הגופרית של L-methionine ליצירת מתילתיאומתיונין ומוצרים אחרים.
בקיצור, ל-L-methionine תכונות תגובה עשירות והוא יכול להתרחש בתגובות רבות ושונות. לתגובות אלו תפקיד חשוב ביישום ובמחקר של L-methionine.
ניתן לאתר את היסטוריית הגילוי של L-Metionine לסוף המאה ה-19.
בשנת 1902, פרדריק גולנד הופקינס, ביוכימאי בריטי, מצא שבעלי חיים זקוקים לחומרים מזינים מסוימים כדי לגדול ולהתפתח כרגיל. הוא כינה את החומרים המזינים הללו "גורמי גדילה", אחד מהם הוא חומצת האמינו בחלבון.
ב-1913 גילה וינסנט דו ויניאו, ביוכימאי אמריקאי, כי L-methionine היא חומצת אמינו המכילה גופרית וניתן לבודד מחלבון ציפורים. הוא גם מצא כי L-methionine היא חומצת אמינו חיונית וממלאת תפקיד חשוב בצמיחה והתפתחות של בעלי חיים.
בתחילת המאה ה-20 החלו מדענים לחקור את המבנה והתפקוד של חומצות אמינו, ו-L-methionine הפך בהדרגה לאחד ממוקדי המחקר. נכון להיום, L-methionine הפך לאחד הידע הבסיסי בתחום התזונה והביוכימיה, והוא בעל משמעות רבה לגדילה, התפתחות ובריאות של בני אדם ובעלי חיים.