El àcid hipobromoso (HOBr, HBrO) és un àcid inorgànic produït per l'oxidació de l'anió bromur (Br-). L'addició de brom a l'aigua dóna àcid bromhídric (HBr) i àcid hipobromoso (HOBr) a través d'una reacció de desproporció. Br2 + H2O = HOBr + HBr
L'àcid hipobromoso és un àcid molt feble, alguna cosa inestable, existent com una solució diluïda a temperatura ambient. Es produeix en organismes vertebrats de sang calenta (inclosos els humans), per l'acció de l'enzim peroxidasa dels eosinòfils.
El descobriment que l'àcid hipobromoso pot regular l'activitat de l'col·lagen IV ha atret una gran atenció.
estructura
2D
àcid hipobromoso
3D
Àcid hipobromoso. Model molecular d'esferes sòlides
Àcid hipobromoso. Model molecular de barres i esferes
Propietats físiques i químiques
- Aparienciasólidos de color groc: sòlids de color groc.
- Aparença: sòlids de color groc.
- Pes molecular: 96.911 g / mol.
- Punt d'ebullició: 20-25 ° C.
- Densitat: 2.470 g / cm3.
- Acidesa (pKa): 8,65.
- Les propietats químiques i físiques de l'àcid hipobromoso són similars a les d'altres hipohalitos.
- Es presenta com una solució diluïda a temperatura ambient.
- Els sòlids de hipobromito són de color groc i tenen una olor aromàtica peculiar.
- És un fort bactericida i desinfectant de l'aigua.
- Té un pKa de 8,65 i es dissocia parcialment en aigua a pH 7.
usos
- L'àcid hipobromoso (HOBr) s'utilitza com a agent de blanqueig, oxidant, desodorant, i desinfectant, per la seva capacitat per matar les cèl·lules de molts patògens.
- És utilitzat per la indústria tèxtil com a agent blanquejador i dessecador.
- També s'utilitza en banyeres d'hidromassatge i spas com un agent germicida.
interaccions biomoleculars
El brom està omnipresent en els animals com bromur iònic (Br-), però fins fa poc, no es coneixia la seva funció essencial.
Recents investigacions han demostrat que el brom és essencial per a l'arquitectura de les membranes basals i el desenvolupament dels teixits.
L'enzim peroxidasina utilitza HOBr per formar enllaços creuats en la sulfilimina que es troba reticulada en les bastides de col·lagen IV de la membrana basal.
L'àcid hipobromoso es produeix en organismes vertebrats de sang calenta per l'acció de l'enzim peroxidasa dels eosinòfils (EPO).
L'EPO genera HOBr a partir de H2O2 i Br- en presència d'una concentració plasmàtica de Cl-.
La mieloperoxidasa (MPO), dels monòcits i neutròfils, genera àcid hipoclorós (HOCl) a partir de H2O2 i Cl-.
Mieloperoxidasa canina. Model molecular de cintes sòlides
L'EPO i la MPO juguen un important paper en els mecanismes de defensa de l'hoste contra agents patògens, utilitzant HOBr i HOCl respectivament.
Neutrófilos durant la fagocitosi
El sistema MPO / H2O2 / Cl- en presència de Br- també genera HOBr per la reacció de l'HOCl format amb Br-. Més que un potent oxidant, el HOBr és un poderós electròfil.
La concentració plasmàtica de Br- és més de 1000 vegades menor que la de l'anió clorur (Cl-). En conseqüència, la producció endògena de HOBr també és menor en comparació amb el HOCl.
No obstant això, el HOBr és significativament més reactiu que el HOCl quan l'oxidabilitat dels compostos estudiats no és rellevant, de manera que la reactivitat de HOBr podria estar més associada amb la seva força electrofílica, que amb el seu poder oxidant (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).
Encara que el seu potencial redox és menor que el de HOCl, el HOBr reacciona amb els aminoàcids més ràpid que HOCl.
La halogenació d'anell de tirosina per HOBr és 5000 vegades més ràpida que la de HOCl.
Tirosina. Model molecular de filferros
El HOBr també reacciona amb les nucleobases dels nucleòsids i l'ADN.
Doble hèlix d'ADN. Model molecular d'esferes sòlides
La 2'-desoxicitidina, l'adenina i la guanina, generen 5-brom-2'-desoxicitidina, 8-bromoadenina i 8-bromoguanina en sistemes EPO / H2O2 / Br- i MPO / H2O2 / Cl- / Br- (Suzuki, Kitabatake i Koide, 2016).
McCall, et al. (2014) han demostrat que el Br és un cofactor requerit per a la formació d'enllaços creuats de sulfilimina catalitzada per l'enzim peroxidasina, una modificació postraduccional essencial per a l'arquitectura de l'col·lagen IV de les membranes basals i el desenvolupament dels teixits.
Molècula de col·lagen IV (COL4A1). Model molecular de cintes sòlides
Les membranes basals són matrius extracel·lulars especialitzades que són mediadors clau de la transducció de senyals i suport mecànic de les cèl·lules epitelials.
Membrana basal, matriu extracel·lular, epiteli, endoteli i teixit connectiu
Les membranes basals defineixen l'arquitectura de el teixit epitelial i faciliten la reparació de el teixit després d'una lesió, entre altres funcions.
Incrustat dins de la membrana basal, es troba una bastida de col·lagen IV reticulat amb la sulfilimina, que dóna funcionalitat a la matriu en els teixits multicel·lulars de tots els animals.
Les bastides de col·lagen IV proporcionen resistència mecànica, serveixen com un lligant per les integrines i altres receptors de la superfície cel·lular, i interactuen amb factors de creixement per establir gradients de senyalització.
La sulfilimina (sulfimida) és un compost químic que conté un doble enllaç sofre a nitrogen. Enllaços de sulfilimina estabilitzen els brins de l'col·lagen IV que es troben a la matriu extracel·lular.
Aquests enllaços uneixen covalentment els residus de metionina 93 (Met93) i hidroxilisina 211 (Hyl211) de brins de polipèptids adjacents per formar un trímer de col·lagen més gran.
Molècula de difenilsulfimida. Model molecular de barres i esferes
La peroxidasina forma àcid hipobromoso (HOBr) i àcid hipoclorós (HOCl) a partir de bromur i clorur, respectivament, els quals poden intervenir en la formació dels enllaços creuats de sulfilimina.
El bromur, convertit en àcid hipobromoso, forma un intermediari de l'ió bromosulfonio (S-Br) que participa en la formació dels enllaços creuats.
McCall, et al. (2014) van demostrar que la deficiència de Br en la dieta és letal a la mosca Drosophila, mentre que la reposició de Br restableix la seva viabilitat.
Igualment van establir que el brom és un oligoelement essencial per a tots els animals pel seu paper en la formació d'enllaços d'sulfilimina i el col·lagen IV, el que resulta de vital importància per a la formació de les membranes basals i el desenvolupament dels teixits.
referències
- ChemIDplus, (2017). 3D structure of 13517-11-8 - Hypobromous acid Recuperat de nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D structure of 60-18-4 - Tyrosine Recuperat de nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D structure of 7726-95-6 - Bromine Recuperat de nih.gov.
- ChemIDplus, (2017). 3D structure of 7732-18-5 - Water Recuperat de nih.gov.
- EMW, (2009). Protein COL4A1 PDB 1li1 Recuperat de wikipedia.org.
- Mills, B. (2009). Diphenylsulfimide-from-Xtal-2002-3D-balls Recuperat de wikipedia.org.
- PubChem, (2016). Hypobromous acid Recuperat de nih.gov.
- Steane, R. (2014). The DNA Molecule - rotatable in 3 dimensions Recuperat de biotopics.co.uk
- Thormann, U. (2005). NeutrophilerAktion Recuperat de wikipedia.org.