الهيدروكسيل

الموسوعة الحرة

في الكيمياء ، يمكن أن يشير الهيدروكسيل إلى:

  • (أ) في أغلب الأحيان، يصف الهيدروكسيل عملية كيميائية تُدخل مجموعة هيدروكسيل ( −OH ) إلى مركب عضوي .
  • (ii) تشير درجة الهيدروكسيل إلى عدد مجموعات الهيدروكسيل في الجزيء. يشير نمط الهيدروكسيل إلى موقع مجموعات الهيدروكسيل على الجزيء أو المادة. [1]

تفاعلات الهيدروكسيل

الهيدروكسيلات الاصطناعية

يمكن أن تتأثر عملية تركيب مجموعات الهيدروكسيل في المركبات العضوية بمحفزات معدنية مختلفة. العديد من هذه المحفزات تحاكي الكائنات الحية، أي أنها مستوحاة من أو تهدف إلى تقليد الإنزيمات مثل السيتوكروم بي 450. [2]

في حين أن العديد من الهيدروكسيلات تُدخل ذرات الأكسجين في روابط C−H ، فإن بعض التفاعلات تضيف مجموعات OH إلى ركائز غير مشبعة. إن ثنائي الهيدروكسيل شاربلس هو أحد هذه التفاعلات: فهو يحول الألكينات إلى ثنائيات الكحولات . يتم توفير المجموعات الهيدروكسيلية بواسطة بيروكسيد الهيدروجين ، الذي يضاف عبر الرابطة المزدوجة للألكينات . [3]

الهيدروكسيل البيولوجي

في الكيمياء الحيوية ، غالبًا ما يتم تسهيل تفاعلات الهيدروكسيل بواسطة إنزيمات تسمى الهيدروكسيلازات . يتم تحويل الرابطة C−H إلى كحول عن طريق إدخال ذرة أكسجين في الرابطة C−H . النسب المئوية النموذجية للهيدروكسيل للهيدروكربون العام هي كما يلي:

نظرًا لأن O 2 بحد ذاته عبارة عن عامل هيدروكسيل بطيء وغير انتقائي، فإن المحفزات مطلوبة لتسريع وتيرة العملية وإدخال الانتقائية. [4]

غالبًا ما يكون الهيدروكسيل هو الخطوة الأولى في تحلل المركبات العضوية في الهواء. يعد الهيدروكسيل مهمًا في إزالة السموم لأنه يحول المركبات المحبة للدهون إلى منتجات قابلة للذوبان في الماء ( محبة للماء ) والتي يمكن إزالتها بسهولة أكبر عن طريق الكلى أو الكبد وإخراجها . يتم تنشيط أو إبطال تنشيط بعض الأدوية (على سبيل المثال، الستيرويدات ) عن طريق الهيدروكسيل. [5]

العامل الرئيسي للهيدروكسيل في الطبيعة هو السيتوكروم P-450 ، والذي يُعرف منه مئات الأنواع. تشمل عوامل الهيدروكسيل الأخرى الفلافينات، والهيدروكسيلازات المعتمدة على ألفا كيتوغلوتارات (ديوكسيجينازات معتمدة على 2-أوكسوغلوتارات)، وبعض هيدروكسيلازات ثنائي الحديد. [6]

خطوات في آلية ارتداد الأكسجين التي تفسر العديد من الهيدروكسيلات المحفزة بالحديد: تجريد ذرة الهيدروجين، ارتداد الأكسجين، تفكك الكحول. [4]

من البروتينات

تحدث عملية هيدروكسيل البروتينات كتعديل ما بعد الترجمة ، ويتم تحفيزها بواسطة ديوكسيجينازات تعتمد على 2-أوكسوغلوتارات. [7] عندما يتم هيدروكسيل الجزيئات، تصبح أكثر قابلية للذوبان في الماء، مما يؤثر على بنيتها ووظيفتها. يمكن أن يحدث ذلك على العديد من الأحماض الأمينية، مثل الليسين والأسباراجين والأسبارتات والهيستيدين، ولكن بقايا الأحماض الأمينية الأكثر هيدروكسيلًا في البروتينات البشرية هي البرولين . ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الكولاجين يشكل حوالي 25-35٪ من البروتين في أجسامنا ويحتوي على هيدروكسي برولين في كل بقايا ثالثة تقريبًا في تسلسل الأحماض الأمينية. يتكون الكولاجين من بقايا 3-هيدروكسي برولين و4-هيدروكسي برولين. [8] تحدث عملية الهيدروكسيل عند ذرة γ-C، مكونة هيدروكسي برولين (Hyp)، مما يعمل على استقرار البنية الثانوية للكولاجين بسبب التأثيرات الكهربية السلبية القوية للأكسجين. [9] تعد هيدروكسيل البرولين أيضًا مكونًا حيويًا للاستجابة لنقص الأكسجين من خلال عوامل نقص الأكسجين القابلة للتحريض . في بعض الحالات، قد يتم هيدروكسيل البرولين بدلاً من ذلك على ذرة β-C الخاصة به. قد يتم أيضًا هيدروكسيل اللايسين على ذرة δ-C الخاصة به، لتكوين هيدروكسي ليسين (Hyl). [10]

يتم تحفيز هذه التفاعلات الثلاثة بواسطة إنزيمات كبيرة جدًا ومتعددة الوحدات الفرعية، وهي بروليل 4-هيدروكسيلاز ، وبرويل 3-هيدروكسيلاز ، وليزيل 5-هيدروكسيلاز ، على التوالي. تتطلب هذه التفاعلات الحديد (وكذلك الأكسجين الجزيئي وألفا كيتوغلوتارات ) للقيام بالأكسدة، وتستخدم حمض الأسكوربيك (فيتامين سي) لإعادة الحديد إلى حالته المختزلة. يؤدي الحرمان من الأسكوربات إلى نقص في هيدروكسيل البرولين، مما يؤدي إلى كولاجين أقل استقرارًا، والذي يمكن أن يتجلى في مرض الاسقربوط . نظرًا لأن الحمضيات غنية بفيتامين سي، فقد تم إعطاء البحارة البريطانيين الليمون لمكافحة الاسقربوط في الرحلات الطويلة في المحيط؛ ومن هنا جاء اسم " الليمون ". [11]

تحتوي العديد من البروتينات الذاتية على بقايا هيدروكسي فينيل ألانين وهيدروكسي تيروسين. تتشكل هذه البقايا بسبب هيدروكسيل الفينيل ألانين والتيروزين، وهي العملية التي يحول فيها الهيدروكسيل بقايا الفينيل ألانين إلى بقايا تيروسين. هذا مهم جدًا في الكائنات الحية لمساعدتها على التحكم في الكميات الزائدة من بقايا الفينيل ألانين. [8] تعد هيدروكسيل بقايا التيروزين أيضًا أمرًا حيويًا جدًا في الكائنات الحية لأن الهيدروكسيل عند C-3 من التيروزين يخلق 3،4- ثنائي هيدروكسي فينيل ألانين (DOPA)، وهو مقدمة للهرمونات ويمكن تحويله إلى الدوبامين.

أمثلة

مراجع

  1. ^ Middleton, Elliott Jr; Kandaswami, Chithan; Theoharides, Theoharis C. (2000). "تأثيرات الفلافونويدات النباتية على الخلايا الثديية: الآثار المترتبة على الالتهاب وأمراض القلب والسرطان". Pharmacological Reviews . 52 (4): 673–751. PMID  11121513.
  2. ^ جيا، تشنغجو؛ كيتامورا، تسوجيو؛ فوجيوارا، يوزو (2001). "الوظيفة التحفيزية للأرينات والألكانات عبر تنشيط الرابطة C−H". حسابات البحوث الكيميائية . 34 (8): 633-639. doi :10.1021/ar000209h. PMID  11513570.
  3. ^ Kolb, Hartmuth C.; Vannieuwenhze, Michael S.; Sharpless, K. Barry (1994). "Catalytic Asymmetric Dihydroxylation". المراجعات الكيميائية . 94 (8): 2483–2547. doi :10.1021/cr00032a009.
  4. ^ ab Huang, X.; Groves, JT (2017). "Beyond ferryl-mediated hydroxylation: 40 years of the bounce mechanism and C–H activation". مجلة الكيمياء الحيوية غير العضوية . 22 (2-3): 185-207. doi :10.1007/s00775-016-1414-3. PMC 5350257. PMID  27909920 . 
  5. ^ سيرنيجليا، كارل إي. (1992). "التحلل الحيوي للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات". التحلل الحيوي . 3 (2-3): 351-368. doi :10.1007/BF00129093. S2CID  25516145.
  6. ^ نيلسون، دي إل؛ كوكس، إم إم "لينينجر، مبادئ الكيمياء الحيوية"، الطبعة الثالثة. دار وورث للنشر: نيويورك، 2000. رقم ISBN 1-57259-153-6 . [ الصفحة المطلوبة ] 
  7. ^ Zurlo, Giada; Guo, Jianping; Takada, Mamoru; Wei, Wenyi; Zhang, Qing (December 2016). "نظرة ثاقبة جديدة إلى هيدروكسيل البروتين ودوره المهم في الأمراض البشرية". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - مراجعات حول السرطان . 1866 (2): 208-220. doi :10.1016/j.bbcan.2016.09.004. ISSN  0006-3002. PMC 5138100. PMID 27663420  . 
  8. ^ ab T. Shantha Raju (2019)، "Hydroxylation of Proteins"، التعديلات المشتركة وما بعد الترجمة للأجسام المضادة والبروتينات العلاجية ، John Wiley & Sons، ص 119-131، doi :10.1002/9781119053354.ch10، ISBN 978-1-119-05335-4، S2CID  243626930
  9. ^ Holmgren, Steven K; Bretscher, Lynn E; Taylor, Kimberly M; Raines, Ronald T (1999). "محاكي الكولاجين شديد الثبات". الكيمياء والأحياء . 6 (2): 63–70. doi : 10.1016/S1074-5521(99)80003-9 . PMID  10021421.
  10. ^ Hausinger RP (يناير-فبراير 2004). "هيدروكسيلازات Fe(II)/α-ketoglutarate-dependent hydroxylases and related chemicals". Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol . 39 (1): 21–68. doi :10.1080/10409230490440541. PMID  15121720. S2CID  85784668.
  11. ^ Voet, Donald; Voet, Judith G.; Pratt, Charlotte W. (2016). Principles of Biochemistry . Wiley. ص. 143. ISBN 978-1-119-45166-2.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الهيدروكسيل&oldid=1230043430"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate