Charakteristiky, struktura, použití a interakce biomolekulových kyselin



kyselina bromovodíková (HOBr, HBrO) je anorganická kyselina připravená oxidací bromidového aniontu (Br-). Přidání bromu do vody poskytne kyselinu bromovodíkovou (HBr) a kyselinu bromovodíkovou (HOBr) prostřednictvím disproporcionační reakce. Br2 + H20 = HOBr + HBr

Kyselina bromobromná je velmi slabá, poněkud nestabilní kyselina, existující jako roztok zředěný při teplotě místnosti. Je produkován v organismech obratlovců teplé krve (včetně lidí) působením enzymu peroxidázy eosinofilů.

Objev, že hypobromní kyselina může regulovat aktivitu kolagenu IV, vzbudil velkou pozornost.

Index

  • 1 Struktura
    • 1,1 2D
    • 1.2 3D
  • 2 Fyzikální a chemické vlastnosti
  • 3 Použití
  • 4 Interakce s biomolekulami
  • 5 Odkazy

Struktura

2D

3D

Fyzikální a chemické vlastnosti

  • Pevný žlutý vzhled: žluté pevné látky.
  • Vzhled: žluté pevné látky.
  • Molekulová hmotnost: 96,911 g / mol.
  • Teplota varu: 20-25 ° C.
  • Hustota: 2,470 g / cm3.
  • Kyslost (pKa): 8,65.
  • Chemické a fyzikální vlastnosti kyseliny bromovodíkové jsou podobné vlastnostem jiných halogenanů.
  • Je předložen jako roztok zředěný při teplotě místnosti.
  • Pevná látka hypobromitu je žlutá a má zvláštní aromatický zápach.
  • Je to silný baktericid a dezinfekční prostředek.
  • Má pKa 8,65 a částečně se disociuje ve vodě při pH 7.

Použití

  • Kyselina bromovodíková (HOBr) se používá jako bělící činidlo, oxidační činidlo, deodorant a dezinfekční prostředek díky své schopnosti zabít buňky mnoha patogenů..
  • Používá se v textilním průmyslu jako bělicí prostředek a vysoušedlo.
  • Používá se také v horkých vanách a lázních jako baktericidní činidlo.

Biomolekulární interakce

Brom je všudypřítomný u zvířat jako iontový bromid (Br-), ale donedávna nebyla jeho základní funkce známa..

Nedávný výzkum ukázal, že brom je nezbytný pro architekturu bazálních membrán a vývoj tkání.

Enzym peroxidasin používá HOBr k tvorbě křížových vazeb v sulfhyliminu, který je zesíťován v kostrách kolagenu IV bazální membrány..

Kyselina bromobromná je produkována v teplokrevných organismech obratlovců působením enzymu eosinofil peroxidázy (EPO)..

EPO generuje HOBr z H202 a Br- v přítomnosti plazmatické koncentrace Cl-.

Myeloperoxidáza (MPO) z monocytů a neutrofilů generuje kyselinu chlornou (HOCl) z H202 a Cl-.

EPO a MPO hrají důležitou roli v obranných mechanismech hostitele proti patogenům, s použitím HOBr a HOCl.

Systém MPO / H202 / Cl- v přítomnosti Br- také vytváří HOBr reakcí HOCl vytvořeného s Br-. Více než silný oxidant, HOBr je silný elektrofil.

Plazmatická koncentrace Br- je více než 1000 krát nižší než koncentrace chloridového aniontu (Cl-). V důsledku toho je endogenní produkce HOBr také nižší ve srovnání s HOCl.

HOBr je však významně reaktivnější než HOCl, když oxidace studovaných sloučenin není relevantní, takže reaktivita HOBr by mohla být více spojena s jeho elektrofilní silou, než s jeho oxidační silou (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).

Ačkoliv je jeho redox potenciál nižší než HOCl, HOBr reaguje s aminokyselinami rychleji než HOCl.

Halogenace tyrosinového kruhu HOBr je 5000 krát rychlejší než HOCl.

HOBr také reaguje s nukleosidovými nukleobázemi a DNA.

2'-deoxycytidin, adenin a guanin, generují 5-brom-2'-deoxycytidin, 8-bromadenin a 8-bromoguanin v systémech EPO / H2O2 / Br- a MPO / H2O2 / Cl- / Br- (Suzuki, Kitabatake a Koide, 2016).

McCall a kol. (2014) ukázali, že Br je nezbytným kofaktorem pro zesítění sulfiliminu katalyzovaného enzymem peroxidasin, esenciální posttranslační modifikace pro architekturu bazálních membrán kolagenu IV a vývoj tkání..

Bazální membrány jsou specializované extracelulární matrice, které jsou klíčovými mediátory přenosu signálu a mechanické podpory epiteliálních buněk..

Bazální membrány definují architekturu epiteliální tkáně a usnadňují reparaci tkáně po zranění, mimo jiné funkce.

V základové membráně se nachází kostra kolagen IV, která je zesíťována sulfiliminem, což poskytuje matrici v mnohobuněčných tkáních všech zvířat funkčnost..

Lešení s kolagenem IV poskytují mechanickou odolnost, slouží jako ligand pro integriny a jiné receptory buněčného povrchu a interagují s růstovými faktory pro vytvoření signálních gradientů.

Sulfilimin (sulfimid) je chemická sloučenina, která obsahuje dvojnou vazbu síra-dusík. Sulfilimin se váže ke stabilizaci řetězců kolagenu IV nalezených v extracelulární matrici.

Tyto vazby kovalentně váží zbytky methioninu 93 (Met93) a hydroxylysinu 211 (Hyl211) ze sousedních polypeptidových řetězců za vzniku většího kolagenu..

Peroxidasin tvoří kyselinu bromovodíkovou (HOBr) a kyselinu chlornou (HOCl) z bromidu, resp. Chloridu, což může zprostředkovat tvorbu vazeb sulfiliminu.

Bromid, přeměněný na kyselinu bromovodíkovou, tvoří meziprodukt bromosulfoniového iontu (S-Br), který se podílí na tvorbě příčných vazeb.

McCall a kol. (2014) ukázali, že nedostatek Br ve stravě je smrtící v létavce Drosophila, zatímco náhrada Br obnovuje jeho životaschopnost.

Rovněž se zjistilo, že brom je esenciálním stopovým prvkem pro všechna zvířata vzhledem ke své úloze při tvorbě vazeb sulfiliminu a kolagenu IV, který má zásadní význam pro tvorbu bazálních membrán a vývoj tkání..

Odkazy

  1. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 13517-11-8 - Hypobromní kyselina [image] Zdroj: nih.gov.
  2. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 60-18-4 - Tyrosin [USAN: INN] [image] Citováno z nih.gov.
  3. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7726-95-6 - Bromine [image] Obnoveno z nih.gov.
  4. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7732-18-5 - Voda [image] Obnoveno z nih.gov.
  5. Emw, (2009). Protein COL4A1 PDB 1li1 [image] Zdroj: wikipedia.org.
  6. Mills, B. (2009). Difenylsulfimid-z-xtal-2002-3D-koule [obrázek] Citováno z wikipedia.org.
  7. PubChem, (2016). Hypobromní kyselina [image] Obnoveno z nih.gov.
  8. Steane, R. (2014). Molekula DNA - otočná ve 3 rozměrech [image] Získána z biotopů.co.uk
  9. Thormann, U. (2005). NeutrophilerAktion [image] Zdroj: wikipedia.org.