The mrtvola Jedná se o polyamin přírodního původu s mnoha bioaktivními formami. Polyaminy jsou molekuly s kationtovými charakteristikami, které jsou distribuovány v buněčném cytosolu a pomáhají regulovat buněčný růst a procesy diferenciace..
U zvířat zvýšení koncentrace kadaverinu v cytosolu buněk obecně souviselo s buněčným růstem. Někdy však může být tento růst způsoben tumorigenezí tkáně..
U rostlin bylo prokázáno, že kadaverin hraje zásadní roli v dělení buněk a embryogenezi. Interaguje přímo s nukleovými kyselinami a aniontovými složkami, které má membrána rostlinné buňky.
Cadaverin se snadno syntetizuje z jedné ze základních aminokyselin bohatých na dusíkové skupiny, jako je alanin. Z tohoto důvodu se v potravinách bohatých na aminokyseliny, pokud nejsou správně konzervovány, vytváří shnilý zápach v důsledku tvorby kadaverinu..
Dnes je kadaverin komerčně vyráběn přímou mikrobiální fermentací nebo bioreaktory celých buněk..
Ze všech těchto důvodů má kadaverin velké množství aplikací pro biotechnologie v oblastech zemědělství a medicíny a v současné době se tato sloučenina díky své široké škále aplikací stává důležitou průmyslovou chemikálií..
Rejstřík článků
Cadaverin má jádro tvořené α-alkanem složeným z 5 lineárně uspořádaných atomů uhlíku (pentan) a na svých koncích (uhlíky 1 a 5) obsahuje dva aminy (ω-diamin). Jeho struktura je velmi podobná struktuře hexamethylendiaminu, a proto se používá při syntéze polyamidů a polyurethanů.
Obecný název „cadaverina“ pochází z vůně rozkládajících se mrtvol. Bakterie, které začínají rozkládat těla, syntetizují velké množství kadaverinu a způsobují tuto špatnou vůni.
Molekulární vzorec kadaverinu je C5H14N2 a název chemické sloučeniny může být 1,5-pentandiamin nebo 1,5-diaminopentan. Je to ve vodě rozpustná sloučenina.
Molekulová hmotnost kadaverinu je 102,178 g / mol, má teplotu tání 9 ° C a teplotu varu 179 ° C. Sloučenina je hořlavá v přítomnosti zdroje tepla nad 62 ° C.
Ve své komerční formě je kadaverin v bezbarvém kapalném stavu s repelentem a nepříjemným zápachem charakteristickým pro tuto sloučeninu..
Tato sloučenina je homologní s putrescinem, avšak putrescin má centrální kostru se čtyřmi atomy uhlíku (butan) a ne s pěti, jako je kadaverin.
Většina sloučenin, které mají strukturu podobnou kadaverinu, jako je putrescin, norespimidin, spermidin a spermin, se vyznačuje svým silným zápachem, který je typicky uznáván jako páchnoucí zápach charakteristický pro rozpadající se maso..
V bakteriích je jednou z hlavních funkcí kadaverinu regulovat pH v cytosolu, tj. Chránit buňky před kyselým stresem a dosáhnout toho, když pH klesá a v médiu je velké množství L-lysinu, ze kterého mohou syntetizovat kadaverin.
Tento ochranný mechanismus je aktivován signalizací membránových proteinů nazývaných kadaverin C. Tyto se aktivují, když detekují zvýšení koncentrace iontů H + mimo buňku..
Kromě toho, když jsou buňky v anaerobních podmínkách (nepřítomnost kyslíku), chrání je před nepřítomností anorganického fosforu (Pi).
U anaerobních bakterií je kadaverin nezbytnou součástí buněčné stěny, protože funguje jako vazba mezi peptidoglykanem a vnější membránou. Cadaverin se také podílí na biosyntéze a exportu sideroforů do extracelulárního média..
U rostlin byla studována aplikace kadaverinu a jeho derivátů jako modulátoru stresu a stárnutí. To zasahuje do signálního systému a aktivuje obranné systémy proti oběma faktorům..
Někteří vědci navrhují, aby se kadaverin vážil na hlavní řetězec fosfátu cukru v DNA, chránil jej a zvyšoval jeho stabilitu proti mutagenním látkám, protože byly nalezeny vysoké koncentrace v rostlinných buňkách, které jsou pod osmotickým a solným stresem..
Přidání kadaverinu do zmrazených rostlinných tkání snižuje poškození DNA, zvyšuje produkci antioxidačních enzymů a mRNA. V buňkách infikovaných patogeny bylo zjištěno zvýšení koncentrace kadaverinu..
O přesné aktivitě kadaverinu v imunitní odpovědi rostlin však stále existuje mnoho polemik. Obecně je kadaverin považován za vodič a převodník signálu ve vnitřním metabolismu rostlin..
O mechanismu účinku kadaverinu u zvířat je známo jen málo. Je však zřejmé, že není syntetizován v cytosolu, protože živočišné buňky nemají enzym nezbytný pro tuto reakci.
Tato sloučenina se tvoří v buňce různými cestami. Přítomnost kadaverinu byla vždy zjištěna v rostoucích zvířecích buňkách, ať už vykazují normální nebo nadměrný růst (kvůli určité patologii).
Téměř ve všech organismech je kadaverin produkován přímou dekarboxylací aminokyseliny L-alaninu díky působení enzymu lysin dekarboxylázy uvnitř jejich buněk..
V rostlinách se enzym lysin dekarboxyláza nachází uvnitř chloroplastů. Konkrétně ve stromatu a v klíčích semen (sazenic) bylo zjištěno zvýšení produkce kadaverinu.
Semena, embryonální osa, dělohy, epikotyl, hypokotyl a kořeny však vykazují nejvyšší vrcholy aktivity enzymu lysin dekarboxylázy u mnoha druhů rostlin..
Navzdory výše uvedenému ve skutečnosti existuje informační mezera o experimentální produkci kadaverinu přímou enzymatickou katalýzou, protože lysin dekarboxyláza ztrácí 50% své aktivity po produkci určitého množství kadaverinu..
Na průmyslové úrovni se tato sloučenina získává separačními a čisticími metodami od bakterií uchovávaných v bioreaktorech, kterých se dosahuje za použití organických rozpouštědel, jako je n-butanol, 2-butanol, 2-oktanol nebo cyklohexanol..
Další metodou, při které se získá dobrý výtěžek při získávání kadaverinu, je separace fází chromatografií, destilací nebo srážením, protože má nižší teplotu tání než mnoho jiných sloučenin při buněčné fermentaci..
Zatím žádné komentáře