חומצה hypobromous (HOBr, HBrO) היא חומצת אורגניים המיוצרים על ידי חמצון של אניון ברומיד (Br-). תוספת ברום למים מעניקה חומצה הידרוברומית (HBr) וחומצה היפרוברומית (HOBr) דרך תגובה חסרת פרופורציה. Br2 + H2O = HOBr + HBr
חומצה היפוברומית היא חומצה חלשה מאוד, לא יציבה במקצת, הקיימת כפתרון מדולל בטמפרטורת החדר. הוא מיוצר באורגניזמים בעלי חוליות חולי דם (כולל בני אדם), על ידי פעולת האנזים פרוקסידאז של האאוזינופילים.
התגלית כי חומצה היפוברומית יכולה לווסת את פעילות הקולגן הרביעי משכה תשומת לב רבה.
מִבְנֶה
2D
חומצה היפוברומית
תלת מימד
חומצה היפוברומית. מודל מולקולרי של כדור מוצק
חומצה היפוברומית. מודל מולקולרי של בר ותחום
תכונות פיזיקליות וכימיות
- מראה מוצקים צהובים: מוצקים צהובים.
- מראה: מוצקים צהובים.
- משקל מולקולרי: 96.911 גרם למול.
- נקודת רתיחה: 20-25 מעלות צלזיוס.
- צפיפות: 2.470 גרם / ס"מ 3.
- חומציות (pKa): 8.65.
- המאפיינים הכימיים והפיזיים של חומצה היפוברומית דומים לאלו של היפואליטים אחרים.
- זה מוצג כפתרון מדולל בטמפרטורת החדר.
- מוצקים של היפוברומיט הם בצבע צהוב ובעל ריח ארומטי מיוחד.
- זהו קוטל חיידקים חזק ומחטא מים.
- יש לו pKa של 8.65 ומתנתק חלקית במים ב- pH 7.
יישומים
- חומצה היפוברומית (HOBr) משמשת כחומר הלבנה, חומר נוגד חמצון, deodorizer וחומר מחטא, בגלל יכולתו להרוג את התאים של פתוגנים רבים.
- הוא משמש על ידי תעשיית הטקסטיל כחומר הלבנה וייבוש.
- הוא משמש גם בג'קוזי וספא כחומר קוטלי-חיידקים.
אינטראקציות ביומולקולריות
ברום נמצא בכל מקום בבעלי חיים כמו ברומיד יוני (Br-), אך עד לא מזמן, תפקידו החיוני לא היה ידוע.
מחקרים עדכניים הראו כי ברום חיוני לארכיטקטורת קרום המרתף ופיתוח רקמות.
האנזים פרוקסידאין משתמש ב- rHOB כדי לחצות קישור בין סולפילימין, המקושר בין פיגומי הקולגן IV של קרום המרתף.
חומצה היפוברומטית מיוצרת באורגניזמים בעלי חוליות בעלי דם חם על ידי פעולת האנזים eosinophil peroxidase (EPO).
EPO מייצר HOBr מ- H2O2 ו- Br- בנוכחות ריכוז פלזמה של Cl-.
Myeloperoxidase (MPO), ממונוציטים ונוטרופילים, מייצר חומצה היפוכלורית (HOCl) מ- H2O2 ו- Cl-.
מיאלופרוקסידאז כלבי. דגם מולקולרי של סרט מוצק
EPO ו- MPO ממלאים תפקיד חשוב במנגנוני הגנה מארחים מפני פתוגנים, תוך שימוש ב- HOBr ו- HOCl בהתאמה.
נויטרופילים בזמן פגוציטוזיס
מערכת MPO / H2O2 / Cl- בנוכחות Br- מייצרת גם HOBr על ידי תגובת ה- HOCl שנוצר עם Br-. יותר מחמצון עוצמתי, HOBr הוא אלקטרופיל רב עוצמה.
ריכוז הפלזמה של Br- נמוך פי 1000 מזה של אניון הכלוריד (Cl-). כתוצאה מכך, הייצור האנדוגני של HOBr נמוך גם בהשוואה ל- HOCl.
עם זאת, HOBr הוא תגובתי באופן משמעותי יותר מ- HOCl כאשר יכולת החמצון של התרכובות שנחקרו אינה רלוונטית, כך שהתגובה של HOBr יכולה להיות קשורה יותר לכוחו האלקטרופילי מאשר לכוח החמצון שלה (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).
למרות שפוטנציאל הרדוקס שלה נמוך מזה של HOCl, HOBr מגיב עם חומצות אמינו מהר יותר מ- HOCl.
ההלוגנטציה של טבעת טירוזין על ידי HOBr מהירה יותר פי 5000 מזו של HOCl.
טירוזין דגם מולקולרי חוט
HOBr מגיב גם עם נוקלאובאזים עם נוקלאוזידים ו- DNA.
סליל כפול של DNA. מודל מולקולרי של כדור מוצק
2′-deoxycytidine, adenine and guanine, מייצרים 5-bromo-2′-deoxycytidine, 8-bromoadenine ו- 8-bromoguanine במערכות EPO / H2O2 / Br- ו- MPO / H2O2 / Cl- / Br- (סוזוקי, Kitabatake and Koide, 2016).
מק'קול ואח '. (2014) הראו ש- Br הוא קופקטור נדרש להיווצרות קישורי צולבים של sulfilimine שמסולזים על ידי האנזים פרוקסידזין, שינוי שלאחר התרגום החיוני לארכיטקטורת הקולגן IV של ממברנות המרתף ופיתוח רקמות.
מולקולת קולגן IV (COL4A1). דגם מולקולרי של סרט מוצק
ממברנות המרתף הינן מטריצות תאיות מיוחדות המהוות מתווכי מפתח להולכת אות ותמיכה מכנית של תאי האפיתל.
קרום מרתף, מטריצה חוץ תאית, אפיתל, אנדותל ורקמות חיבור
קרומי המרתף מגדירים את הארכיטקטורה של רקמת האפיתל ומקלים על תיקון רקמות לאחר פציעה, בין שאר הפונקציות.
מוטבע בתוך קרום המרתף נמצא פיגום קולגן IV מסוג Sulfilimine המקושר, אשר מעניק למטריקס פונקציונליות ברקמות הרב-תאיות של כל בעלי החיים.
פיגומי קולגן IV מספקים חוזק מכני, משמשים ליגנד לאינטגרינים וקולטנים על פני תאים אחרים ומקיימים אינטראקציה עם גורמי צמיחה בכדי לבסס שיפועי איתות.
סולפילימין (sulfimide) היא תרכובת כימית המכילה קשר כפול גופרית לחנקן. קשרי סולפילימין מייצבים גדילי קולגן IV שנמצאים במטריקס החוץ תאי.
קשרים אלה קושרים בצורה קוולנטית בין שאריות מתיונין 93 (Met93) והידרוקסי-ליזין 211 (Hyl211) של גדילי הפוליפפטיד הסמוכים ליצירת טרימר קולגן גדול יותר.
מולקולת דיפניל-סולפימיד. מודל מולקולרי של בר ותחום
פרוקסידז יוצר חומצה היפוברומית (HOBr) וחומצה היפוכלורית (HOCl) מברומיד וכלוריד, בהתאמה, שיכולים לתווך את היווצרותם של קישורים חוצבים של sulfilimine.
הברומיד, המומר לחומצה היפוברומונית, מהווה ביניים של יון הברומוזולפוניום (S-Br) שמשתתף ביצירת הקישורים הקשרים.
מק'קול ואח '. (2014) הוכיח כי מחסור בר תזונתי קטלני בזבוב התסיסנית, ואילו החלפת Br משחזרת את הכדאיות שלו.
הם גם קבעו כי ברום הוא יסוד קורט חיוני לכל בעלי החיים עקב תפקידו ביצירת קשרי סולפילימין וקולגן IV, שהוא בעל חשיבות חיונית ליצירת ממברנות המרתף והתפתחות רקמות.
הפניות
- ChemIDplus, (2017). מבנה תלת-ממדי של 13517-11-8 - חומצה היפוברומית נשלחה מ- nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). מבנה תלת-ממדי של 60-18-4 - טירוזין נשלח מ- nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). מבנה תלת-ממדי של 7726-95-6 - ברום נשלח מ- nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). מבנה תלת-ממדי של 7732-18-5 - מים נלקחים מ- nih.gov.
- Emw, (2009). חלבון COL4A1 PDB 1li1 התאושש מ- wikipedia.org.
- מילס, ב '(2009). כדורי Diphenylsulfimide-from-xtal-2002-3D התאוששו מ- wikipedia.org.
- PubChem, (2016). חומצה היפוברומית נלקחה מ- nih.gov.
- Steane, R. (2014). מולקולת ה- DNA - ניתנת לסיבוב בשלושה ממדים התאוששה מ- biotopics.co.uk
- תורמן, U. (2005). NeutrophilerAktion התאושש מ- wikipedia.org.