Charakterystyka, budowa, zastosowanie kwasu hipobromawego

Plik kwas podbromawy (HOBr, HBrO) to nieorganiczny kwas powstający w wyniku utleniania anionu bromkowego (Br-). Dodatek bromu do wody prowadzi do powstania kwasu bromowodorowego (HBr) i kwasu podbromawego (HOBr) w wyniku reakcji dysproporcjonowania. Br2 + H2O = HOBr + HBr

Kwas hipobromawy to bardzo słaby kwas, nieco niestabilny, występujący w postaci rozcieńczonego roztworu w temperaturze pokojowej. Jest wytwarzany przez stałocieplne kręgowce (w tym ludzi) w wyniku działania enzymu peroksydazy eozynofili.

Odkrycie, że kwas podbromowy może regulować aktywność kolagenu IV, przyciągnęło wiele uwagi..

Indeks artykułów

• 1 Struktura
  • 1.1 2D
  • 1.2 3D
• 2 Właściwości fizyczne i chemiczne
• 3 Zastosowania
• 4 Oddziaływania biomolekularne
• 5 Referencje

Struktura

2D

3D

Fizyczne i chemiczne właściwości

• Wygląd Żółte ciało stałe: żółte ciało stałe.
• Wygląd: żółte ciało stałe.
• Masa cząsteczkowa: 96,911 g / mol.
• Temperatura wrzenia: 20-25 ° C.
• Gęstość: 2,470 g / cm3.
• Kwasowość (pKa): 8,65.
• Właściwości chemiczne i fizyczne kwasu podbromawego są podobne do innych podhalitów..
• Występuje jako rozcieńczony roztwór w temperaturze pokojowej.
• Substancje stałe hipobromitu są koloru żółtego i mają specyficzny aromatyczny zapach.
• Jest silnym środkiem bakteriobójczym i dezynfekującym wodę.
• Ma pKa 8,65 i częściowo dysocjuje w wodzie przy pH 7.

Aplikacje

• Kwas hipobromawy (HOBr) jest stosowany jako środek wybielający, utleniacz, dezodorant i środek dezynfekujący, ze względu na jego zdolność do zabijania komórek wielu patogenów.
• Jest stosowany w przemyśle tekstylnym jako środek wybielający i suszący.
• Stosowany również w wannach z hydromasażem i spa jako środek bakteriobójczy.

Oddziaływania biomolekularne

Brom jest wszechobecny u zwierząt jako bromek jonowy (Br-), ale do niedawna jego podstawowa funkcja była nieznana..

Ostatnie badania wykazały, że brom jest niezbędny dla architektury błony podstawnej i rozwoju tkanek.

Enzym peroksydaina wykorzystuje HOBr do sieciowania sulfiliminy, która jest usieciowana w rusztowaniach kolagenu IV błony podstawnej..

Kwas hipobromawy jest wytwarzany w organizmach stałocieplnych kręgowców w wyniku działania enzymu peroksydazy eozynofili (EPO).

EPO generuje HOBr z H2O2 i Br- w obecności stężenia Cl w osoczu-.

Mieloperoksydaza (MPO) z monocytów i neutrofili wytwarza kwas podchlorawy (HOCl) z H2O2 i Cl-.

EPO i MPO odgrywają ważną rolę w mechanizmach obronnych gospodarza przed patogenami, wykorzystując odpowiednio HOBr i HOCl.

Układ MPO / H2O2 / Cl- w obecności Br- również generuje HOBr w reakcji utworzonego HOCl z Br-. HOBr jest czymś więcej niż silnym utleniaczem, ale także silnym elektrofilem.

Stężenie Br- w osoczu jest ponad 1000 razy niższe niż anionu chlorkowego (Cl-). W konsekwencji endogenna produkcja HOBr jest również niższa w porównaniu z HOCl.

Jednak HOBr jest znacznie bardziej reaktywny niż HOCl, gdy utlenianie badanych związków nie ma znaczenia, więc reaktywność HOBr może być bardziej związana z jego siłą elektrofilową niż z jego mocą utleniającą (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).

Chociaż jego potencjał redoks jest niższy niż HOCl, HOBr reaguje z aminokwasami szybciej niż HOCl.

Halogenowanie pierścienia tyrozynowego przez HOBr jest 5000 razy szybsze niż HOCl.

HOBr reaguje również z nukleozydowymi zasadami nukleotydowymi i DNA.

2'-deoksycytydyna, adenina i guanina, generują 5-bromo-2'-deoksycytydynę, 8-bromoadeninę i 8-bromoguaninę w układach EPO / H2O2 / Br- i MPO / H2O2 / Cl- / Br- (Suzuki, Kitabatake i Koide 2016).

McCall i in. (2014) wykazali, że Br jest niezbędnym kofaktorem do tworzenia wiązań krzyżowych sulfiloiminowych katalizowanych przez enzym peroksydazynę, modyfikację potranslacyjną niezbędną dla architektury kolagenu IV błon podstawnych i rozwoju tkanek..

Błony podstawne to wyspecjalizowane macierze zewnątrzkomórkowe, które są kluczowymi mediatorami transdukcji sygnału i mechanicznego wsparcia komórek nabłonka..

Błony podstawne określają architekturę tkanki nabłonkowej i między innymi ułatwiają naprawę tkanki po urazie..

W błonie podstawnej osadzone jest rusztowanie z kolagenu IV usieciowane sulfiloiminą, które zapewnia funkcjonalność macierzy w tkankach wielokomórkowych wszystkich zwierząt..

Rusztowania z kolagenu IV zapewniają wytrzymałość mechaniczną, służą jako ligand dla integryn i innych receptorów na powierzchni komórki oraz oddziałują z czynnikami wzrostu w celu ustalenia gradientów sygnalizacji..

Sulfilimina (sulfimid) to związek chemiczny zawierający podwójne wiązanie siarki z azotem. Wiązania sulfiloiminowe stabilizują nici kolagenu IV znajdujące się w macierzy zewnątrzkomórkowej.

Te wiązania kowalencyjnie łączą reszty metioniny 93 (Met93) i hydroksylizyny 211 (Hyl211) sąsiednich nici polipeptydowych, tworząc większy trimer kolagenu..

Peroksydaina tworzy kwas podbromawy (HOBr) i kwas podchlorawy (HOCl) odpowiednio z bromku i chlorku, które mogą pośredniczyć w tworzeniu wiązań sieciujących sulfiloiminowych..

Bromek, przekształcony w kwas podbromowy, tworzy związek pośredni jonu bromosulfoniowego (S-Br), który bierze udział w tworzeniu wiązań poprzecznych.

McCall i in. (2014) wykazali, że niedobór Br w diecie jest śmiertelny dla muchy Drosophila, podczas gdy zamiennik Br przywraca jej żywotność.

Ustalili również, że brom jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym dla wszystkich zwierząt ze względu na jego rolę w tworzeniu wiązań sulfiloiminowych i kolagenu IV, który ma kluczowe znaczenie dla tworzenia błon podstawnych i rozwoju tkanek..

Bibliografia

1. ChemIDplus (2017). Struktura 3D 13517-11-8 - kwas hipobromawy [obraz] Pobrane z nih.gov.
2. ChemIDplus (2017). Struktura 3D 60-18-4 - tyrozyna [USAN: INN] [image] Pobrano z nih.gov.
3. ChemIDplus (2017). Struktura 3D 7726-95-6 - Brom [obraz] Pobrano z nih.gov.
4. ChemIDplus (2017). Struktura 3D 7732-18-5 - Woda [zdjęcie] Odzyskane z nih.gov.
5. Emw, (2009). Białko COL4A1 PDB 1li1 [obraz] Odzyskane z wikipedia.org.
6. Mills, B. (2009). Diphenylsulfimide-from-xtal-2002-3D-balls [image] Odzyskane z wikipedia.org.
7. PubChem (2016). Kwas hipobromawy [obraz] Źródło z nih.gov.
8. Steane, R. (2014). Cząsteczka DNA - obrotowa w 3 wymiarach [zdjęcie] Odzyskane z biotopics.co.uk
9. Thormann, U. (2005). NeutrophilerAktion [obraz] Odzyskany z wikipedia.org.