Hypobromous acid (HOBr, HBrO) ir neorganiska skābe, ko iegūst, oksidējot bromīda anjonu (Br-). Broma pievienošana ūdenim disproporcijas reakcijas rezultātā rada bromūdeņražskābi (HBr) un hipobromo skābi (HOBr). Br2 + H2O = HOBr + HBr
Hipobroma skābe ir ļoti vāja, nedaudz nestabila skābe, kas ir atšķaidīts šķīdums istabas temperatūrā. To ražo siltasiņu mugurkaulnieku organismos (ieskaitot cilvēkus), darbojoties ar enzīma eozinofīlo peroksidāzi.
Lielu uzmanību ir piesaistījis atklājums, ka hipobroma skābe var regulēt kolagēna IV darbību.
Uzbūve
2D
Hipobroma skābe
3D
Hipobroma skābe. Cietās sfēras molekulārais modelis
Hipobroma skābe. Svītru un sfēru molekulārais modelis
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Izskats dzeltenas cietas vielas: dzeltenas cietas vielas.
- Izskats: dzeltenas cietas vielas.
- Molekulmasa: 96,911 g / mol.
- Viršanas punkts: 20–25 ° C.
- Blīvums: 2,470 g / cm3.
- Skābums (pKa): 8,65.
- Hipobroma skābes ķīmiskās un fizikālās īpašības ir līdzīgas citu hipohalītu īpašībām.
- To pasniedz kā atšķaidītu šķīdumu istabas temperatūrā.
- Cietās hipobromīta krāsas ir dzeltenā krāsā, un tām ir savdabīga aromātiska smarža.
- Tas ir spēcīgs baktericīds un ūdens dezinfekcijas līdzeklis.
- Tam ir pKa 8,65 un tas daļēji disociējas ūdenī ar pH 7.
Lietojumprogrammas
- Hipobroma skābe (HOBr) tiek izmantota kā balināšanas līdzeklis, oksidētājs, dezodorētājs un dezinfekcijas līdzeklis, jo tā spēj iznīcināt daudzu patogēnu šūnas.
- Tekstilrūpniecībā to izmanto kā balināšanas un žāvēšanas līdzekli.
- To izmanto arī karstajos toveros un spa, kā germicidējošu līdzekli.
Biomolekulārā mijiedarbība
Broms ir visuresošs dzīvniekiem kā jonu bromīds (Br-), bet vēl nesen tā galvenā funkcija nebija zināma.
Jaunākie pētījumi liecina, ka broms ir būtisks pagraba membrānas arhitektūras veidošanai un audu attīstībai.
Ferments peroksidaīns izmanto rHOB, lai izveidotu šķērssavienojumu sulfilimīnam, kas ir savienots pagraba membrānas kolagēna IV sastatnēs.
Hipobroma skābi iegūst siltasiņu mugurkaulnieku organismos, iedarbojoties ar enzīmu eozinofilo peroksidāzi (EPO).
EPO rada HOBr no H2O2 un Br-, klātesot plazmas Cl-.
Mieloperoksidāze (MPO) no monocītiem un neitrofiliem no H2O2 un Cl- rada hipohlorskābi (HOCl).
Suņu mieloperoksidāze. Cietās lentes molekulārais modelis
EPO un MPO ir nozīmīga loma saimnieku aizsardzības mehānismos pret patogēniem, izmantojot attiecīgi HOBr un HOCl.
Neitrofili fagocitozes laikā
MPO / H2O2 / Cl-sistēma Br klātbūtnē rada arī HOBr, reaģējot uz izveidoto HOCl ar Br-. Vairāk nekā spēcīgs oksidētājs, HOBr ir spēcīgs elektrofils.
Br- koncentrācija plazmā ir vairāk nekā 1000 reizes mazāka nekā hlorīda anjonam (Cl-). Līdz ar to HOBr endogēnā ražošana ir arī zemāka nekā HOCl.
Tomēr HOBr ir ievērojami vairāk reaģējošs nekā HOCl, ja pētāmo savienojumu oksidējamība nav būtiska, tāpēc HOBr reaktivitāti varētu vairāk saistīt ar tā elektrofīlo stiprību, nevis ar tā oksidācijas spēku (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).
Kaut arī tā redox potenciāls ir zemāks nekā HOCl, HOBr reaģē ar aminoskābēm ātrāk nekā HOCl.
Tirozīna gredzena halogenēšana ar HOBr palīdzību ir 5000 reizes ātrāka nekā HOCl.
Tirozīns Stieples molekulārais modelis
HOBr reaģē arī ar nukleozīdu nukleo bāzēm un DNS.
DNS dubultā spirāle. Cietās sfēras molekulārais modelis
2′-dezoksicididīns, adenīns un guanīns, EPO / H2O2 / Br- un MPO / H2O2 / Cl- / Br-sistēmās (5 Kitabatake un Koide, 2016).
McCall, et al. (2014) ir parādījuši, ka Br ir nepieciešams kofaktors sulfilimīna krustenisko saišu veidošanai, ko katalizē enzīms peroksidazīns - pēctranslācijas modifikācija, kas ir būtiska pagraba membrānu kolagēna IV arhitektūrai un audu attīstībai.
Kolagēna IV molekula (COL4A1). Cietās lentes molekulārais modelis
Pagraba membrānas ir specializētas ārpusšūnu matricas, kas ir galvenie signālu starpnieka un epitēlija šūnu mehāniskā atbalsta mediatori.
Pagraba membrāna, ārpusšūnu matrica, epitēlijs, endotēlijs un saistaudi
Pagraba membrānas cita starpā nosaka epitēlija audu arhitektūru un atvieglo audu atjaunošanos pēc traumas.
Pagraba membrānā ir iestiprinātas ar sulfilimīnu saistītās kolagēna IV sastatnes, kas nodrošina matricas funkcionalitāti visu dzīvnieku daudzšūnu audos.
Kolagēna IV sastatnes nodrošina mehānisku izturību, kalpo par ligandu integrīniem un citiem šūnu virsmas receptoriem un mijiedarbojas ar augšanas faktoriem, lai izveidotu signalizācijas gradientus.
Sulfilimīns (sulfimīds) ir ķīmisks savienojums, kas satur sēra un slāpekļa divkāršo saiti. Sulfilimīna saites stabilizē kolagēna IV šķipsnas, kas atrodamas ārpusšūnu matricā.
Šīs saites kovalenti savieno blakus esošo polipeptīdu virkņu metionīna 93 (Met93) un hidroksilizīna 211 (Hyl211) atlikumus, veidojot lielāku kolagēna trimeri.
Difenilsulfimīda molekula. Svītru un sfēru molekulārais modelis
Peroksidāze attiecīgi veido bromīdu un hlorīdu no hipobromās skābes (HOBr) un hipohlorskābes (HOCl), kas var būt mediators sulfilimīna saikņu veidošanā.
Bromīds, pārvērsts par hipobroma skābi, veido bromosulfonija jonu (S-Br) starpproduktu, kas piedalās krustenisko saišu veidošanā.
McCall, et al. (2014) parādīja, ka uztura Br deficīts Drosophila mušā ir nāvējošs, savukārt Br aizstāšana atjauno tā dzīvotspēju.
Viņi arī noskaidroja, ka broms ir būtisks mikroelements visiem dzīvniekiem, ņemot vērā tā lomu sulfilimīna un kolagēna IV saišu veidošanā, kam ir būtiska nozīme pagraba membrānu veidošanā un audu attīstībā.
Atsauces
- ChemIDplus, (2017). 3D struktūra 13517-11-8 - hipobroma skābe, iegūts no nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D struktūra 60-18-4 - tirozīns Izgūts no nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D struktūra 7726-95-6 - broms iegūts no nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D struktūra 7732-18-5 - ūdens iegūts no nih.gov.
- Emw, (2009). Olbaltumviela COL4A1 PDB 1li1 atgūta no wikipedia.org.
- Mills, B. (2009). Difenilsulfimīda-no-xtal-2002-3D-bumbiņas Atgūts no wikipedia.org.
- PubChem, (2016). Hipobroma skābe Saturs no vietnes nih.gov.
- Steane, R. (2014). DNS molekula - pagriežama 3 dimensijās, kas atgūta no biotopics.co.uk
- Thormann, U. (2005). NeutrophilerAktion Atgūts no wikipedia.org.