Kyselina bromná (Hobro, HBrO) je anorganická kyselina vyrába oxidáciou bromidu aniónu (BR). Pridaním brómu do vody sa získa disproporcionačnou reakciou kyselina bromovodíková (HBr) a kyselina bromovodíková (HOBr). Br2 + H20 = HOBr + HBr
Kyselina hypobromitá je veľmi slabá kyselina, trochu nestabilná, ktorá sa vyskytuje ako zriedený roztok pri izbovej teplote. Vyrába sa v teplokrvných organizmoch stavovcov (vrátane ľudí) pôsobením enzýmu eozinofilná peroxidáza.
Objav, že kyselina hypobromitá môže regulovať aktivitu kolagénu IV, pritiahol veľkú pozornosť.
štruktúra
2D
Kyselina hypobromitá
3D
Kyselina hypobromitá. Molekulárny model tuhej gule
Kyselina hypobromitá. Molekulárny model v tvare stĺpca a gule
Fyzikálne a chemické vlastnosti
- Vzhľad žltej pevnej látky: žltá tuhá látka.
- Vzhľad: žltá pevná látka.
- Molekulová hmotnosť: 96,911 g / mol.
- Teplota varu: 20–25 ° C.
- Hustota: 2,470 g / cm3.
- Kyslosť (pKa): 8,65.
- Chemické a fyzikálne vlastnosti kyseliny chlórnej sú podobné vlastnostiam iných hypohalitov.
- Je dodávaný ako zriedený roztok pri izbovej teplote.
- Pevné látky hypobromitu majú žltú farbu a majú osobitný aromatický zápach.
- Je to silný baktericídny a dezinfekčný prostriedok na vodu.
- Má pKa 8,65 a čiastočne sa disociuje vo vode pri pH 7.
aplikácia
- Kyselina hypobromitá (HOBr) sa používa ako bieliace činidlo, okysličovadlo, dezodorant a dezinfekčné činidlo kvôli svojej schopnosti ničiť bunky mnohých patogénov.
- Textilný priemysel ho používa ako bieliace a sušiace činidlo.
- Používa sa tiež vo vírivkách a kúpeľoch ako germicídne činidlo.
Biomolekulárne interakcie
Bróm je u zvierat všadeprítomný ako iónový bromid (Br-), ale donedávna nebola jeho podstatná funkcia známa.
Nedávny výskum ukázal, že bróm je nevyhnutný pre architektúru bazálnych membrán a pre vývoj tkanív.
Enzým peroxidain používa rHOB na zosieťovanie sulfilimínu, ktorý je zosieťovaný v kolagénoch IV lešení základnej membrány.
Kyselina hypobromitá sa vyrába v teplokrvných organizmoch stavovcov pôsobením enzýmu eozinofilná peroxidáza (EPO).
EPO generuje HOBr z H2O2 a Br- v prítomnosti plazmatickej koncentrácie Cl-.
Myeloperoxidáza (MPO), z monocytov a neutrofilov, generuje kyselinu chlórnanovú (HOCl) z H2O2 a Cl-.
Psia myeloperoxidáza. Molekulárny model s pevnou stuhou
EPO a MPO hrajú dôležitú úlohu v obranných mechanizmoch hostiteľov proti patogénom, pričom používajú HOBr a HOCl.
Neutrofily počas fagocytózy
MPO / H2O2 / Cl- systém v prítomnosti Br- tiež generuje HOBr reakciou vytvoreného HOCl s Br-. HOBr je viac ako výkonný oxidant silným elektrofilom.
Koncentrácia Br- v plazme je viac ako 1000 krát nižšia ako koncentrácia chloridového aniónu (Cl-). V dôsledku toho je endogénna produkcia HOBr tiež nižšia v porovnaní s HOCl.
Avšak HOBr je významne reaktívnejší ako HOCl, keď oxidovateľnosť študovaných zlúčenín nie je relevantná, takže reaktivita HOBr by mohla byť viac spojená s jeho elektrofilnou silou ako s jeho oxidačnou schopnosťou (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).
Aj keď je jeho redoxný potenciál nižší ako potenciál HOCl, HOBr reaguje s aminokyselinami rýchlejšie ako HOCl.
Halogenácia tyrozínového kruhu pomocou HOBr je 5 000 krát rýchlejšia ako pri HOCI.
tyrozín Molekulárny model drôtu
HOBr tiež reaguje s nukleozidovými nukleobázami a DNA.
DNA dvojitá špirála. Molekulárny model tuhej gule
2'-deoxycytidín, adenín a guanín, vytvárajú 5-bróm-2'-deoxycytidín, 8-brómadenín a 8-brómguanín v systémoch EPO / H2O2 / Br- a MPO / H2O2 / Cl- / Br (Suzuki, Kitabatake a Koide, 2016).
McCall a kol. (2014) ukázali, že Br je kofaktor potrebný na tvorbu sulfilimínových priečnych väzieb katalyzovaných enzýmom peroxidasín, posttranslačná modifikácia nevyhnutná pre architektúru kolagénu IV bazálnych membrán a vývoj tkanív.
Molekula kolagénu IV (COL4A1). Molekulárny model s pevnou stuhou
Suterénne membrány sú špecializované extracelulárne matrice, ktoré sú kľúčovými mediátormi signálnej transdukcie a mechanickej podpory epitelových buniek.
Suterénna membrána, extracelulárna matrica, epitel, endotel a spojivové tkanivo
Suterénne membrány definujú architektúru epitelového tkaniva a uľahčujú okrem iného opravy tkanív po poranení.
Vo vnútri bazálnej membrány je zabudovaný sulfilimínom zosieťovaný kolagénový IV kolagén, ktorý poskytuje funkčnosť matrice v mnohobunkových tkanivách všetkých zvierat.
Nosiče kolagénu IV poskytujú mechanickú silu, slúžia ako ligand pre integríny a iné receptory na bunkovom povrchu a interagujú s rastovými faktormi, aby vytvorili signálne gradienty.
Sulfilimín (sulfimid) je chemická zlúčenina, ktorá obsahuje dvojitú väzbu síra-dusík. Sulfilimínové väzby stabilizujú kolagénové IV vlákna nachádzajúce sa v extracelulárnej matrici.
Tieto väzby kovalentne spájajú zvyšky metionínu 93 (Met93) a hydroxylyzín 211 (Hyl211) susedných polypeptidových vlákien za vzniku väčšieho kolagénového triméru.
Difenylsulfimidová molekula. Molekulárny model v tvare stĺpca a gule
Peroxidáza tvorí kyselinu bromovodíkovú (HOBr) a kyselinu chlórnu (HOCl) z bromidu a chloridu, v danom poradí, ktoré môžu sprostredkovať tvorbu sulfilimínových priečnych väzieb.
Bromid, premieňaný na kyselinu brómovodíkovú, tvorí medziprodukt brómsulfónium-iónu (S-Br), ktorý sa podieľa na tvorbe priečnych väzieb.
McCall a kol. (2014) preukázali, že nedostatok Br v strave je pri muchy Drosophila smrteľný, zatiaľ čo náhrada Br obnovuje jeho životaschopnosť.
Zistili tiež, že bróm je nevyhnutným stopovým prvkom pre všetky zvieratá, a to vďaka svojej úlohe pri tvorbe sulfilimínových väzieb a kolagénu IV, čo má zásadný význam pre tvorbu bazálnych membrán a vývoj tkanív.
Referencie
- ChemIDplus, (2017). 3D štruktúra 13517-11-8 - Kyselina bromovodíková Zdroj: nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D štruktúra 60-18-4 - tyrozín Zdroj: nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D štruktúra 7726-95-6 - Bróm Získané z nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D štruktúra 7732-18-5 - Voda Zdroj: nih.gov.
- Emw, (2009). Proteín COL4A1 PDB 1li1 Obnovený z wikipedia.org.
- Mills, B. (2009). Guľôčky difenylsulfimidu-z-xtal-2002-3D Získané z wikipedia.org.
- PubChem, (2016). Kyselina hypobromová Získané z nih.gov.
- Steane, R. (2014). Molekula DNA - otočná v 3 rozmeroch Získaná z biotopics.co.uk
- Thormann, U. (2005). NeutrophilerAktion Recovered from wikipedia.org.