Kyselina bromná (HOBr, HBrO) je anorganická kyselina vyrábí oxidací bromidu aniontu (Br-). Přidáním bromu do vody se získá disproporcionační reakce kyselina bromovodíková (HBr) a kyselina bromovodíková (HOBr). Br2 + H2O = HOBr + HBr
Kyselina hypobromová je velmi slabá kyselina, poněkud nestabilní, která existuje jako zředěný roztok při pokojové teplotě. Vyrábí se v teplokrevných organismech obratlovců (včetně lidí) působením enzymu eozinofil peroxidázy.
Objev, že kyselina hypobromová může regulovat aktivitu kolagenu IV, vzbudil velkou pozornost.
Struktura
2D
Kyselina hypobromová
3D
Kyselina hypobromová. Molekulární model pevné koule
Kyselina hypobromová. Molekulární model sloupců a koulí
Fyzikální a chemické vlastnosti
- Vzhled žluté pevné látky: žluté pevné látky.
- Vzhled: žluté pevné látky.
- Molekulová hmotnost: 96,911 g / mol.
- Bod varu: 20–25 ° C
- Hustota: 2,470 g / cm3.
- Kyselina (pKa): 8,65.
- Chemické a fyzikální vlastnosti kyseliny hypobromové jsou podobné vlastnostem ostatních hypohalitů.
- Je předkládán jako zředěný roztok při pokojové teplotě.
- Pevné látky hypobromitu jsou žluté barvy a mají zvláštní aromatický zápach.
- Je to silný baktericidní a vodní dezinfekční prostředek.
- Má pKa 8,65 a částečně se disociuje ve vodě při pH 7.
Aplikace
- Kyselina hypobromová (HOBr) se používá jako bělicí činidlo, okysličovadlo, dezodorační činidlo a dezinfekční činidlo kvůli své schopnosti zabíjet buňky mnoha patogenů.
- Používá se v textilním průmyslu jako bělicí a sušící činidlo.
- Používá se také ve vířivkách a lázních jako germicidní látka.
Biomolekulární interakce
Brom je u zvířat všudypřítomný jako iontový bromid (Br-), ale donedávna byla jeho základní funkce neznámá.
Nedávný výzkum ukázal, že brom je nezbytný pro architekturu bazálních membrán a pro vývoj tkání.
Enzym peroxidain používá rHOB k zesítění sulfiliminu, který je zesítěn v kolagenu IV lešení bazální membrány.
Kyselina hypobromová se produkuje v teplokrevných organismech obratlovců působením enzymu eosinofil peroxidáza (EPO).
EPO vytváří HOBr z H2O2 a Br- v přítomnosti plazmatické koncentrace Cl-.
Myeloperoxidáza (MPO), z monocytů a neutrofilů, produkuje kyselinu chlornanovou (HOCl) z H2O2 a Cl-.
Psí myeloperoxidáza. Molekulární model pevné stuhy
EPO a MPO hrají důležitou roli v obranných mechanismech hostitele proti patogenům pomocí HOBr a HOCl.
Neutrofily během fagocytózy
Systém MPO / H2O2 / Cl- v přítomnosti Br- také vytváří HOBr reakcí vytvořeného HOCl s Br-. HOBr je více než výkonný oxidant silným elektrofilem.
Plazmatická koncentrace Br- je více než 1000krát nižší než koncentrace chloridového aniontu (Cl-). V důsledku toho je endogenní produkce HOBr také nižší ve srovnání s HOCl.
Avšak HOBr je výrazně reaktivnější než HOCl, pokud oxidovatelnost studovaných sloučenin není relevantní, takže reaktivita HOBr by mohla být více spojena s jeho elektrofilní silou než s jeho oxidační schopností (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).
Přestože je jeho redoxní potenciál nižší než HOCl, HOBr reaguje s aminokyselinami rychleji než HOCl.
Halogenace tyrosinového kruhu pomocí HOBr je 5000krát rychlejší než u HOCl.
Tyrosin Molekulární model drátu
HOBr také reaguje s nukleosidovými nukleobázami a DNA.
DNA dvojitá spirála. Molekulární model pevné koule
2'-deoxycytidin, adenin a guanin, vytvářejí 5-brom-2'-deoxycytidin, 8-bromoadenin a 8-bromoguanin v systémech EPO / H2O2 / Br- a MPO / H2O2 / Cl- / Br (Suzuki, Kitabatake a Koide, 2016).
McCall, et al. (2014) ukázali, že Br je kofaktorem potřebným pro tvorbu sulfiliminových zesítění katalyzovaných enzymem peroxidasin, posttranslační modifikace nezbytná pro architekturu kolagenu IV bazálních membrán a vývoj tkání.
Molekula kolagenu IV (COL4A1). Molekulární model pevné stuhy
Suterénní membrány jsou specializované extracelulární matrice, které jsou klíčovými mediátory signální transdukce a mechanické podpory epitelových buněk.
Suterénní membrána, extracelulární matrice, epitel, endotel a pojivová tkáň
Suterénní membrány definují architekturu epiteliální tkáně a mimo jiné usnadňují opravu tkáně po poranění.
Do bazální membrány je zabudováno sulfiliminem zesítěné kolagénové IV lešení, které poskytuje funkčnost matrice v mnohobuněčných tkáních všech zvířat.
Lešení kolagenu IV poskytují mechanickou sílu, slouží jako ligand pro integriny a další receptory na buněčném povrchu a interagují s růstovými faktory a vytvářejí signalizační gradienty.
Sulfilimin (sulfimid) je chemická sloučenina, která obsahuje dvojnou vazbu síry na dusík. Sulfiliminové vazby stabilizují vlákna IV kolagenu nalezená v extracelulární matrici.
Tyto vazby kovalentně spojují zbytky methioninu 93 (Met93) a hydroxylysinu 211 (Hyl211) sousedních polypeptidových řetězců za vzniku většího kolagenového trimeru.
Difenylsulfimidová molekula. Molekulární model sloupců a koulí
Peroxidáza vytváří z bromidu a kyseliny chlorné (HOCl) kyselinu bromnanovou (HOBr) a kyselinu chlornou (HOCl), které mohou zprostředkovat tvorbu sulfiliminových zesítění.
Bromid, přeměněný na kyselinu bromovodíkovou, tvoří meziprodukt iontu bromosulfonia (S-Br), který se podílí na tvorbě zesítění.
McCall, et al. (2014) prokázali, že nedostatek stravy Br je smrtelný u mouchy Drosophila, zatímco náhrada Br obnovuje její životaschopnost.
Zjistili také, že brom je nezbytným stopovým prvkem pro všechna zvířata díky jeho úloze při tvorbě vazeb sulfiliminu a kolagenu IV, což má zásadní význam pro tvorbu bazálních membrán a pro vývoj tkání.
Reference
- ChemIDplus, (2017). 3D struktura 13517-11-8 - Kyselina bromovodíková Citováno z nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D struktura 60-18-4 - Tyrosin Citováno z nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7726-95-6 - Bromine Citováno z nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7732-18-5 - Voda načtena z nih.gov.
- Emw, (2009). Protein COL4A1 PDB 1li1 Obnoveno z wikipedia.org.
- Mills, B. (2009). Diphenylsulfimid-from-xtal-2002-3D-balls Recovered from wikipedia.org.
- PubChem, (2016). Kyselina hypobromová Citováno z nih.gov.
- Steane, R. (2014). Molekula DNA - otočná ve 3 rozměrech Obnoveno z biotopics.co.uk
- Thormann, U. (2005). NeutrophilerAktion Recovered from wikipedia.org.