Cadaverina -structuur, functies en synthese

De Kadaverina Het is een polyamine van natuurlijke oorsprong met meerdere bioactieve vormen. Polyamines zijn moleculen met kationische kenmerken die worden verdeeld over celcytosol en helpen celgroei en differentiatieprocessen te reguleren.

Bij dieren zijn verhogingen in de concentratie van het lijk in de cytosol van de cellen in het algemeen gekoppeld aan celgroei. Soms kan een dergelijke groei echter te wijten zijn aan een weefseltumorogenese.

Grafisch schema van een caterinemolecuul (Bron: Calvero. [Public Domain] Via Wikimedia Commons)

In planten is aangetoond dat Corpse een onmisbare functie heeft in celdeling en embryogenese. Interactie rechtstreeks met nucleïnezuren en anionische componenten die het celmembraan heeft.

Cadaverine wordt gemakkelijk gesynthetiseerd uit een van de basisaminozuren, rijk aan stikstofgroepen, zoals alanine. Daarom ontwikkelen voedingsmiddelen die rijk zijn aan aminozuren, als ze niet goed worden bewaard, verrot geurende product van lichamelijke formatie.

Tegenwoordig wordt Corpse geproduceerd met commerciële interesse door directe microbiële gisting of hele celbioreactoren.

Om al deze redenen heeft het corporeïne veel toepassingen voor biotechnologie op het gebied van landbouw en geneeskunde en op dit moment wordt deze verbinding een belangrijke industriële chemicus, vanwege de grote verscheidenheid aan toepassingen.

[TOC]

Structuur

Het lijk heeft een kern die bestaat uit een α-alcan. De structuur ervan lijkt erg op die van hexamethylendiamine en wordt daarom gebruikt bij de synthese van polyamiden en polyurethanen.

De gemeenschappelijke naam "Cadaverina" komt van het aroma van ontledingscorpses. Bacteriën die de lichamen beginnen af ​​te breken, synthetiseren een grote hoeveelheid lijk en veroorzaken dat pestilent aroma.

Kan u van dienst zijn: leukocyten (witte bloedcellen): kenmerken, functies, typen

De caterinemoleculaire formule is C5H14N2 en de naam van de chemische verbinding kan 1,5-pintanodiamine of 1.5-diaminopenan zijn. Het is een samengesteld oplosbaar in water.

Het molecuulgewicht van het lijk is 102,178 g/mol, heeft een smeltpunt van 9 ° C en een kookpunt van 179 ° C. De verbinding is ontvlambaar in aanwezigheid van een warmtebron boven 62 ° C.

In zijn commerciële vorm bevindt het lijk zich in kleurloze vloeibare toestand met de afstotende en onaangename geur die kenmerkend is voor de verbinding.

Deze verbinding is tegenhanger van putrescina, maar putrescina heeft een centraal skelet van vier koolstof (butaan) atomen en niet vijf, zoals corpore.

De meeste verbindingen met een structuur vergelijkbaar met lijk, zoals putrescine, norspimidine, spermidine en sperma, worden gekenmerkt door hun sterke geur, meestal erkend als een karakteristieke geur van ontbindend vlees.

Functie

In bacterie

In bacteriën is een van de belangrijkste functies van het lijk om de pH in de cytosol te reguleren, dat wil zeggen dat het cellen beschermt tegen zure stress en slaagt wanneer de pH afneemt en er overvloedige hoeveelheden L-lisin in het midden zijn, waaruit ze kan het lijk synthetiseren.

Dit beschermingsmechanisme wordt geactiveerd door de signalering van membraaneiwitten genaamd Corpse C. Deze worden geactiveerd wanneer ze een toename van de concentratie van H+ -ionen in het buitenland detecteren.

Bovendien, wanneer cellen in anaërobe omstandigheden (afwezigheid van zuurstof) zijn, beschermt dit hen tegen de afwezigheid van anorganische fosfor (PI).

In Anaërobe bacteriën is een essentieel onderdeel van de celwand, omdat het werkt als een verband tussen peptidoglycan en het buitenmembraan. Cadaverine neemt ook deel aan de biosynthese en export van sideroforen naar de extracellulaire omgeving.

Kan u van dienst zijn: Cell Core

In planten

In planten is de toepassing van lijk bestudeerd en zijn derivaten als een modulator van stress en veroudering. Dit komt tussenbeide in het signaalsysteem om verdedigingssystemen tegen beide factoren te activeren.

Sommige wetenschappers stellen voor dat caterine bindt aan het suiker -skelet -DNA -fosfaat, het beschermen en het stabieler maken tegen mutagene middelen, omdat hoge concentraties zijn gevonden in plantencellen die onder osmotische en zoutoplossing zijn stress.

De toevoeging van corpore aan bevroren plantenweefsels vermindert DNA -schade, verhoogt de productie van antioxidant- en RNAM -enzymen. In pathogeen -geïnfecteerde cellen is een toename van het lijkconcentratie gedetecteerd.

Er zijn echter nog steeds meerdere controverses over de exacte activiteit van lijk in de immuunrespons van planten. In het algemeen wordt Corpse beschouwd als een signaalgeleider en transducer in het interne metabolisme van planten.

Bij dieren

Bij dieren is er weinig bekend over het werkingsmechanisme van lijk. Het is echter duidelijk dat het niet wordt gesynthetiseerd in het cytosol, omdat diercellen niet het enzym bezitten dat nodig is voor genoemde reactie.

Deze verbinding wordt via verschillende routes in cellulaire gevormd. De aanwezigheid van lijk is altijd gevonden in de groeiende diercellen, of ze nu normale of overmatige groei hebben (vanwege een pathologie).

Synthese

In bijna alle organismen wordt het corporeïne geproduceerd door direct decarboxylering L-alanine-aminozuur.

Grafisch schema van de synthese van elkvaerine door de werking van het enzym rudboxylase (LDC) (bron: Richard-59 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons

In planten bevindt het enzym decarboxylase zich in chloroplasten. Specifiek in stroma en zaadspruiten (zaailingen) is een toename van de productie van corporeine gevonden.

Kan u van dienst zijn: fase G1 (celcyclus): beschrijving en belang

De zaden, de embryonale as, de zaadlobben, de epicotil, de hypocotyl en de wortels vertonen echter de grootste activiteitspieken van het enzym lysine decarboxylase in veel soorten planten.

Ondanks het bovenstaande is er in werkelijkheid een vacuüm van informatie over de experimentele productie van lijk door directe enzymatische katalyse, omdat de decarboxylase -lysine 50% van zijn activiteit verliest na het produceren van een bepaalde hoeveelheid corpore.

Op industrieel niveau wordt deze verbinding verkregen door scheidings- en zuiveringsmethoden van bacteriën die worden onderhouden in bioreactoren, die worden bereikt met behulp van organische oplosmiddelen van het N-Butanol-type, 2-butanol, 2-octhanol of cyclohexanol.

Een andere methode waarmee een goede prestatie wordt verkregen bij het verkrijgen van lijk is de scheiding van fasen door chromatografie, destillatie of neerslag, omdat het een lager smeltpunt heeft dan veel van de andere verbindingen in de cellulaire gefermenteerde.

Referenties

1. Gamarnik, een., & Frydman, r. B. (1991). Cadaverine, ansenentiële diamine voor de normale wortelontwikkeling van kiemsom. Plant Physiology, 97 (2), 778-785.
2. Kovács, t., Mikó, E., Leven, een., Sebő, é., Toth, j., Cssonka, T.,… & Toth, D. (2019). Cadaverine, een metaboliet van het microbioom, vermindert de aggsiviteit van borstkanker door throuch trace aminozuurreceptoren. Wetenschappelijke rapporten, 9 (1), 1300.
3. Ma, W., Chen, K., Li, en., Hao, n., Wang, x., & Ouyang, p. (2017). Vooruitgang in cadaverine -bacteriële productie en de toepassingen ervan. Engineering, 3 (3), 308-317.
4. Samartzidou, h., Mehrazin, m., Xu, Z., Benedik, m. J., & Delcour,. H. (2003). Cadaverine -inhition van porine speelt een rol bij celoverleving bij zure pH. Journal of Bacteriology, 185(1), 13-19.
5. Nemen, p. C., Lakra, n., & Mishra, s. N. (2013). Cadaverine: een lysine -kataboliet betrokken bij plantengroei en ontwikkeling. Plantensignalering en gedrag, 8 (10), E25850.