Struktura, funkcje i synteza zwłok

Cadaverina Jest to poliamina o naturalnym pochodzeniu z wieloma postaciami bioaktywnymi. Poliaminowe są cząsteczkami o cechach kationowych, które są rozmieszczone w cytosolu komórkowym i pomagają regulować procesy wzrostu i różnicowania komórek.

U zwierząt przyrosty stężenia zwłok w cytosolu komórek były ogólnie powiązane z wzrostem komórek. Jednak czasami taki wzrost może wynikać z nowotworu tkankowego.

Schemat graficzny cząsteczki cateriny (źródło: calvero. [Domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

W roślinach wykazano, że zwłoki ma niezbędną funkcję w podziale komórek i embriogenezie. Oddziałują bezpośrednio z kwasami nukleinowymi i składnikami anionowymi, które ma błona komórkowa.

Zwrócenie jest łatwo zsyntetyzowane z jednego z podstawowych aminokwasów, bogatych w grupy azotowe, takie jak alanina. Z tego powodu pokarmy bogate w aminokwasy, jeśli nie są odpowiednio zachowane, rozwijaj zepsute zapachy produktu formacji cielesnej.

Obecnie zwłoki jest produkowane z interesem handlowym poprzez bezpośrednią fermentację drobnoustrojów lub bioreaktorów z całej komórki.

Z tych wszystkich powodów corporeine ma wiele zastosowań w zakresie biotechnologii w obszarach rolnictwa i medycyny, a obecnie ten związek staje się ważnym chemikiem przemysłowym, ze względu na szeroką gamę zastosowań.

[TOC]

Struktura

Zwłoki ma jądro złożone z α-alcanu. Jego struktura jest bardzo podobna do struktury heksametyllendiaminy, a zatem jest stosowana w syntezie poliamidów i poliuretanów.

Wspólna nazwa „Cadaverina” pochodzi z aromatu zwłok rozkładu. Bakterie, które zaczynają rozkładać ciała syntetyzują dużą ilość zwłok i powodują ten zarazowy aromat.

Może ci służyć: leukocyty (białe krwinki): cechy, funkcje, typy

Wzór molekularny Caterin to C5H14N2, a nazwa związku chemicznego może wynosić 1,5-pintanodiaminy lub 1,5-diaminopenan. Jest to złożony rozpuszczalny w wodzie.

Masa cząsteczkowa zwłok wynosi 102 178 g/mol, ma temperaturę topnienia 9 ° C i temperaturę wrzenia 179 ° C. Związek jest łatwopalny w obecności pewnego źródła ciepła powyżej 62 ° C.

W swojej komercyjnej postaci zwłoki jest w bezbarwnym stanie z odstraszającym i nieprzyjemnym zapachem charakterystycznym dla związku.

Ten związek jest odpowiednikiem Putrescina, jednak Putrescina ma centralny szkielet czterech atomów węgla (butanu), a nie pięciu.

Większość związków o strukturze podobnej do zwłok, takich jak putrescyna, norepimidyna, spermidyna i nasienie, charakteryzuje się ich silnym zapachem, zwykle rozpoznawanym jako charakterystyczny zapach rozkładania mięsa.

Funkcje

W bakteriach

W bakteriach jedną z głównych funkcji zwłok jest regulacja pH w cytosolu, to znaczy chroni komórki przed stresem kwasowym i odnosi sukcesy, gdy pH maleje, a na środku występują obfite ilości l-lisin może syntetyzować zwłoki.

Ten mechanizm ochrony jest aktywowany przez sygnalizację białek błonowych zwanych zwłokami C. Są one aktywowane, gdy wykrywają wzrost stężenia jonów H+ za granicą.

Ponadto, gdy komórki są w warunkach beztlenowych (brak tlenu), chroni je przed brakiem fosforu nieorganicznego (PI).

W bakterii beztlenowych zwłok jest niezbędnym składnikiem ściany komórkowej, ponieważ działa jako związek między peptydoglikanem a błoną zewnętrzną. Cadaverine uczestniczy również w biosyntezy i eksporcie sideroforów do środowiska pozakomórkowego.

Może ci służyć: rdzeń komórki

W roślinach

W roślinach zbadano zastosowanie zwłok, a jego pochodne jako modulator stresu i starzenia. To interweniuje w systemie sygnałowym, aby aktywować systemy obrony przed obiema czynnikami.

Niektórzy naukowcy proponują, że caterin wiąże się z fosforanem DNA szkieletu cukrowego, chroniąc go i czyniąc go bardziej stabilnym przeciwko środkom mutagenowym, ponieważ znaleziono wysokie stężenia w komórkach roślinnych pod stresem osmotycznym i soli fizjologicznym.

Dodanie korporów do zamrożonych roślin tkanek zmniejsza uszkodzenie DNA, zwiększa wytwarzanie enzymów przeciwutleniających i RNAM. W komórkach zakażonych patogenem wykryto wzrost stężenia zwłok.

Jednak nadal istnieje wiele kontrowersji dotyczących dokładnej aktywności zwłok w odpowiedzi immunologicznej roślin. Ogólnie rzecz biorąc, zwłoki są uważane za przewód sygnałowy i przetwornik w wewnętrznym metabolizmie roślin.

U zwierząt

U zwierząt niewiele wiadomo na temat mechanizmu działania zwłok. Jest jednak jasne, że nie jest on syntetyzowany w cytosolu, ponieważ komórki zwierzęce nie posiadają enzymu niezbędnego do wspomnianej reakcji.

Ten związek powstaje wewnątrz komórkowym poprzez różne trasy. Obecność zwłok zawsze stwierdzono w rosnących komórkach zwierzęcych, niezależnie od tego, czy mają one normalny, czy nadmierny wzrost (z powodu pewnej patologii).

Synteza

W prawie wszystkich organizmach corporeine jest wytwarzany przez bezpośrednie dekarboksylację l-alaninę aminokwas.

Schemat graficzny syntezy każdej wącej przez działanie enzymu rudboksylazy (LDC) (Źródło: Richard-59 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] za pośrednictwem Wikimedia Commons

W roślinach enzym dekarboksylaza znajduje się wewnątrz chloroplastów. W szczególności w zrębie i kiełkach nasion (sadzonki) stwierdzono wzrost produkcji corporeine.

Może ci służyć: faza G1 (cykl komórkowy): opis i znaczenie

Jednak nasiona, zarodkowa oś, kotajle, epikotyl, hipokotyl i korzenie wykazują największe szczyty aktywności enzymu dekarboksylazy lizyny u wielu gatunków roślin.

Pomimo powyższego, w rzeczywistości istnieje próżnia informacji na temat eksperymentalnej produkcji zwłok przez bezpośrednią kataliza enzymatyczna, ponieważ lizyna dekarboksylazy traci 50% swojej aktywności po wyprodukowaniu pewnej ilości korporacji.

Na poziomie przemysłowym związek ten uzyskuje się metodami separacji i oczyszczania z bakterii utrzymywanych w bioreaktorach, które osiąga się przy użyciu organicznych rozpuszczalników typu N-butanolu, 2-butanolu, 2-oktanolu lub cykloheksanolu.

Inną metodą, za pomocą której uzyskuje się dobrą wydajność przy uzyskiwaniu zwłok, jest oddzielenie faz za pomocą chromatografii, destylacji lub opadów, ponieważ ma ona niższą temperaturę topnienia niż wiele innych związków w fermentacji komórkowej.

Bibliografia

1. Gamarnik, a., & Frydman, r. B. (1991). Zwłok, ansimentalna diamina dla normalnego rozwoju korzeni w grze kiełkowania. Plant Physiology, 97 (2), 778-785.
2. Kovács, t., Mikó, e., Życie, a., Sebő, é., Toth, j., Cssonka, t.,… & Toth, D. (2019). Cadaverine, metabolit mikrobiomu, zmniejsza raka piersi AGGSITIVITIVESINICTION DLAUM TRACE AMINO RECETOR. Raporty naukowe, 9 (1), 1300.
3. Ma, w., Chen, k., Li i., Hao, n., Wang, x., & Ouyang, p. (2017). Postęp w produkcji bakterii zwłok i jej zastosowania. Inżynieria, 3 (3), 308-317.
4. Samartzidou, godz., Mehrazin, m., Xu, z., Benedik, m. J., & Delcour, do. H. (2003). Zwrócenie się w celu przeżycia komórek odgrywa rolę w przeżyciu komórek w kwaśnym pH. Journal of Bacteriology, 185(1), 13-19.
5. Weź P. C., Lakra, n., & Mishra, s. N. (2013). Cadaverine: katabolit lizyny zaangażowany w wzrost i rozwój roślin. Sygnalizacja i zachowanie roślin, 8 (10), E25850.