กรดไฮโปโบรมัส: ลักษณะโครงสร้างการใช้ประโยชน์ - เคมี - 2026

กรด hypobromous (HOBr, HBrO) เป็นกรดนินทรีย์ที่ผลิตโดยการเกิดออกซิเดชันของโบรไมด์ไอออน (BR-) การเติมโบรมีนลงในน้ำจะทำให้กรดไฮโดรโบรมิก (HBr) และกรดไฮโปโบรมัส (HOBr) ผ่านปฏิกิริยาที่ไม่ได้สัดส่วน Br2 + H2O = HOBr + HBr

กรดไฮโปโบรมัสเป็นกรดอ่อน ๆ ค่อนข้างไม่เสถียรมีอยู่เป็นสารละลายเจือจางที่อุณหภูมิห้อง ผลิตในสิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลังเลือดอุ่น (รวมทั้งมนุษย์) โดยการกระทำของเอนไซม์ eosinophil peroxidase

การค้นพบว่ากรดไฮโปโบรมัสสามารถควบคุมการทำงานของคอลลาเจน IV ได้ดึงดูดความสนใจอย่างมาก

โครงสร้าง

2D

กรดไฮโปโบรมัส

3D

กรดไฮโปโบรมัส แบบจำลองโมเลกุลทรงกลมทึบ

กรดไฮโปโบรมัส แบบจำลองโมเลกุลของแท่งและทรงกลม

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

• ลักษณะของแข็งสีเหลือง: ของแข็งสีเหลือง
• ลักษณะ: ของแข็งสีเหลือง
• น้ำหนักโมเลกุล: 96.911 g / mol
• จุดเดือด: 20–25 ° C
• ความหนาแน่น: 2.470 g / cm3.
• ความเป็นกรด (pKa): 8.65
• คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกรดไฮโปโบรมัสนั้นคล้ายคลึงกับไฮโปฮาไลต์อื่น ๆ
• นำเสนอเป็นสารละลายเจือจางที่อุณหภูมิห้อง
• ของแข็งไฮโปโบรไมท์มีสีเหลืองและมีกลิ่นหอมแปลก ๆ
• เป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียและน้ำที่มีฤทธิ์แรง
• มีค่า pKa เท่ากับ 8.65 และแยกตัวในน้ำบางส่วนที่ pH 7

การประยุกต์ใช้งาน

• กรดไฮโปโบรมัส (HOBr) ใช้เป็นสารฟอกขาวสารออกซิแดนท์สารกำจัดกลิ่นและสารฆ่าเชื้อเนื่องจากความสามารถในการฆ่าเซลล์ของเชื้อโรคหลายชนิด
• อุตสาหกรรมสิ่งทอใช้เป็นสารฟอกขาวและอบแห้ง
• นอกจากนี้ยังใช้ในอ่างน้ำร้อนและสปาเป็นสารฆ่าเชื้อโรค

ปฏิสัมพันธ์ทางชีวโมเลกุล

โบรมีนมีอยู่ทั่วไปในสัตว์เช่นเดียวกับไอออนิกโบรไมด์ (Br-) แต่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ยังไม่ทราบถึงหน้าที่ที่สำคัญของมัน

การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าโบรมีนมีความจำเป็นสำหรับสถาปัตยกรรมเมมเบรนชั้นใต้ดินและการพัฒนาเนื้อเยื่อ

เอนไซม์เพอรอกซิเดนใช้ rHOB เพื่อ cross-link sulfilimine ซึ่งเชื่อมโยงกันในโครงคอลลาเจน IV ของเยื่อชั้นใต้ดิน

กรดไฮโปโบรมัสผลิตในสิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลังเลือดอุ่นโดยการกระทำของเอนไซม์ eosinophil peroxidase (EPO)

EPO สร้าง HOBr จาก H2O2 และ Br- ต่อหน้าความเข้มข้นของ Cl- ในพลาสมา

Myeloperoxidase (MPO) จากโมโนไซต์และนิวโทรฟิลสร้างกรดไฮโปคลอรัส (HOCl) จาก H2O2 และ Cl-

myeloperoxidase ในสุนัข แบบจำลองโมเลกุลของริบบิ้นแข็ง

EPO และ MPO มีบทบาทสำคัญในกลไกการป้องกันโฮสต์จากเชื้อโรคโดยใช้ HOBr และ HOCl ตามลำดับ

นิวโทรฟิลในช่วง phagocytosis

ระบบ MPO / H2O2 / Cl- ต่อหน้า Br- ยังสร้าง HOBr โดยการทำปฏิกิริยา HOCl ที่เกิดขึ้นกับ Br- HOBr เป็นมากกว่าสารออกซิแดนท์ที่ทรงพลัง

ความเข้มข้นในพลาสมาของ Br- ต่ำกว่าไอออนของคลอไรด์ (Cl-) มากกว่า 1,000 เท่า ดังนั้นการผลิต HOBr จากภายนอกจึงต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ HOCl

อย่างไรก็ตาม HOBr มีปฏิกิริยามากกว่า HOCl อย่างมีนัยสำคัญเมื่อความสามารถในการออกซิไดซ์ของสารประกอบที่ศึกษาไม่เกี่ยวข้องดังนั้นการเกิดปฏิกิริยาของ HOBr อาจสัมพันธ์กับความแรงของอิเล็กโทรฟิลิกมากกว่าพลังออกซิไดซ์ (Ximenes, Morgon & de Souza, 2015).

แม้ว่าศักยภาพในการรีดอกซ์จะต่ำกว่า HOCl แต่ HOBr จะทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนได้เร็วกว่า HOCl

การทำฮาโลเจนของแหวนไทโรซีนด้วย HOBr เร็วกว่า HOCl ถึง 5000 เท่า

ไทโรซีน แบบจำลองโมเลกุลของลวด

HOBr ยังทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไซด์นิวคลีโอเบสและดีเอ็นเอ

เกลียวคู่ดีเอ็นเอ แบบจำลองโมเลกุลทรงกลมทึบ

2′-deoxycytidine อะดีนีนและ guanine สร้าง 5-bromo-2′-deoxycytidine, 8-bromoadenine และ 8-bromoguanine ใน EPO / H2O2 / Br- และ MPO / H2O2 / Cl- / Br- ระบบ (Suzuki, Kitabatake และ Koide, 2016)

McCall และอื่น ๆ (2014) ได้แสดงให้เห็นว่า Br เป็นปัจจัยร่วมที่จำเป็นสำหรับการสร้างซัลฟิลิไมน์ครอสลิงค์ที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์เปอร์ออกซิไดซินซึ่งเป็นการดัดแปลงหลังการแปลที่จำเป็นสำหรับสถาปัตยกรรมคอลลาเจน IV ของเยื่อชั้นใต้ดินและการพัฒนาเนื้อเยื่อ

โมเลกุล Collagen IV (COL4A1) แบบจำลองโมเลกุลของริบบิ้นแข็ง

เมมเบรนชั้นใต้ดินเป็นเมทริกซ์พิเศษนอกเซลล์ที่เป็นสื่อกลางหลักในการถ่ายทอดสัญญาณและการสนับสนุนเชิงกลของเซลล์เยื่อบุผิว

เยื่อชั้นใต้ดินเมทริกซ์นอกเซลล์เยื่อบุผิวเอนโดทีเลียมและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

เยื่อชั้นใต้ดินกำหนดโครงสร้างของเนื้อเยื่อบุผิวและอำนวยความสะดวกในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อหลังการบาดเจ็บรวมถึงหน้าที่อื่น ๆ

ฝังอยู่ภายในเมมเบรนชั้นใต้ดินเป็นโครงกระดูกคอลลาเจน IV ที่เชื่อมขวางด้วยซัลฟิลิมินซึ่งให้การทำงานของเมทริกซ์ในเนื้อเยื่อหลายเซลล์ของสัตว์ทุกชนิด

โครงกระดูกคอลลาเจน IV ให้ความแข็งแรงเชิงกลทำหน้าที่เป็นแกนด์สำหรับอินทิกรินและตัวรับพื้นผิวของเซลล์อื่น ๆ และโต้ตอบกับปัจจัยการเจริญเติบโตเพื่อสร้างการไล่ระดับสัญญาณ

Sulfilimine (ซัลฟิไมด์) เป็นสารประกอบทางเคมีที่มีพันธะคู่ระหว่างกำมะถันกับไนโตรเจน พันธะซัลฟิลิมินทำให้คอลลาเจน IV คงตัวที่พบในเมทริกซ์นอกเซลล์

พันธะเหล่านี้โควาเลนต์เชื่อมโยงเมไทโอนีน 93 (Met93) และไฮดรอกซีไลซีน 211 (Hyl211) ที่ตกค้างของโพลีเปปไทด์ที่อยู่ติดกันเพื่อสร้างคอลลาเจนที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

โมเลกุลไดฟีนิลซัลฟิไมด์ แบบจำลองโมเลกุลของแท่งและทรงกลม

เปอร์ออกซิเดสจะสร้างกรดไฮโปคลอรัส (HOBr) และกรดไฮโปคลอรัส (HOCl) จากโบรไมด์และคลอไรด์ตามลำดับซึ่งสามารถเป็นสื่อกลางในการก่อตัวของสารเชื่อมขวางซัลฟิลิมิน

โบรไมด์ซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นกรดไฮโปโบรมัสก่อตัวเป็นตัวกลางของโบรโมซัลโฟเนียมไอออน (S-Br) ที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของการเชื่อมโยงข้าม

McCall และอื่น ๆ (2014) แสดงให้เห็นว่าการขาด Br ในอาหารเป็นอันตรายถึงชีวิตในแมลงหวี่ในขณะที่การแทนที่ Br จะคืนความมีชีวิต

พวกเขายังยอมรับว่าโบรมีนเป็นธาตุที่จำเป็นสำหรับสัตว์ทุกชนิดเนื่องจากมีบทบาทในการสร้างพันธะซัลฟิลิมินและคอลลาเจน IV ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างเยื่อชั้นใต้ดินและการพัฒนาเนื้อเยื่อ

อ้างอิง

1. ChemIDplus, (2017). โครงสร้าง 3 มิติของ 13517-11-8 - กรดไฮโปโบรมัสดึงมาจาก nih.gov
2. ChemIDplus, (2017). โครงสร้าง 3 มิติของ 60-18-4 - ไทโรซีนดึงมาจาก nih.gov.
3. ChemIDplus, (2017). โครงสร้าง 3 มิติของ 7726-95-6 - โบรมีนดึงมาจาก nih.gov.
4. ChemIDplus, (2017). โครงสร้าง 3 มิติของ 7732-18-5 - น้ำดึงมาจาก nih.gov
5. เอมว. (2552). โปรตีน COL4A1 PDB 1li1 สืบค้นจาก wikipedia.org.
6. มิลส์, บี. (2552). Diphenylsulfimide-from-xtal-2002-3D-balls กู้คืนจาก wikipedia.org.
7. PubChem, (2016). กรดไฮโปโบรมัสดึงมาจาก nih.gov.
8. Steane, R. (2014). โมเลกุลของดีเอ็นเอ - หมุนได้ 3 มิติกู้คืนจาก biotopics.co.uk
9. Thormann, U. (2548). NeutrophilerAktion กู้คืนจาก wikipedia.org.