Preskočiť na obsah

Karboxylácia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie

Karboxylácia je chemická reakcia, počas ktorej vzniká karboxylová kyselina pôsobením oxidu uhličitého na substrát.[1] Opačnou reakciou je dekarboxylácia.

Organická chémia

[upraviť | upraviť zdroj]

Karboxylácia je štandardnou reakciou v organickej chémii.[2] Karboxylácia Grignardových činidiel a organolítnych zlúčenín je klasický spôsob, ktorým možno premeniť organohalogenidy na karboxylové kyseliny.[3]

Salicylát sodný, prekurzor aspirínu, sa priemyselne vyrába pôsobením oxidu uhličitého na fenolát sodný (sodnú soľ fenolu) pri vysokom tlaku (100 atm) a vysokej teplote (390 K). Táto reakcia sa označuje ako Kolbeho-Schmittova reakcia. Okyslením následne vzniká kyselina salicylová.[4]

Medzi katalyzátory, ktoré urýchľujú karboxylačné reakcie patria N-heterocyklické karbény[5] a katalyzátory na báze striebra.[6]

Karboxylácia v biochémii

[upraviť | upraviť zdroj]
V Calvinovom cykle dochádza ku karboxylácii ribulóza-1,5-bisfosfátu (reakcia zvýraznená modrou farbou).

Život založený na uhlíku začal karboxyláciou, ktorá pripája atmosférický oxid uhličitý na sacharid. Tento proces je zvyčajne katalyzovaný enzýmom RuBisCO. Tento enzým je pravdepodobne najbežnejšou bielkovinou na Zemi.[7][8][9]

Enzýmy, ktoré katalyzujú karboxyláciu, sa nazývajú karboxylázy. Mnohé z nich, vrátane acetyl-CoA karboxylázy, metylkrotonyl-CoA karboxylázy, propionyl-CoA karboxylázy a pyruvátkarboxylázy, vyžadujú biotín ako kofaktor. Tieto enzýmy sa účastnia mnohých biogénnych dráh.[10] Karboxylázy sú klasifikované číslami EC 6.3.4, teda ako „ostatné ligázy tvoriace väzby uhlík-dusík“ (spolu s ďalšími enzýmami).

Medzi ďalšie príklady patrí posttranslačná úprava glutamátu v bielkovinách na γ-karboxyglutamát. Táto úprava sa najčastejšie nachádza v bielkovinách spojených so zrážaním krvi, hlavne u faktorov II, VII, IX a X, bielkovín C a S a taktiež u niektorých bielkovín v kostiach. Táto úprava je nutná pre správnu funkciu týchto bielkovín. Karboxylácia prebieha v pečeni a katalyzuje ju γ-glutamylkarboxyláza (GGCX).[11] GGCX vyžaduje vitamín K ako kofaktor a môže katalyzovať až niekoľko karboxylácii na jednom substráte.[12] γ-karboxyglutamát viaže vápnik, ktorý je nutný pre karboxyláciu.[13] V prípade protrombínu napríklad vápnik umožňuje väzbu bielkoviny na bunkovú membránu doštičiek, čím sa dostáva fyzicky bližšie k bielkovinám, ktoré pri úraze štiepia protrombín a aktivujú ho na trombín.[14]

Kyselina γ-karboxyglutámová

Referencie

[upraviť | upraviť zdroj]
  1. ↑ "Carboxylation: The introduction of a carboxyl group into a molecule or compound to form a carboxylic acid or a carboxylate; an instance of this." Oxford English Dictionary. [s.l.] : Oxford University Press, 2018. Dostupné online.
  2. ↑ Reactions of Carbon Dioxide with Carbon-Carbon Bond Formation Catalyzed by Transition-Metal Complexes. Chemical Reviews, August 1988, s. 747–764. DOI: 10.1021/cr00087a003.
  3. ↑ A. M. Appel. Frontiers, Opportunities, and Challenges in Biochemical and Chemical Catalysis of CO2 Fixation. Chem. Rev., 2013, s. 6621–6658. DOI: 10.1021/cr300463y. PMID 23767781.
  4. ↑ DEVÍNSKY, Ferdinand. Organická chémia. 2. prepracované a doplnené. vyd. Bratislava : Osveta, 2013. ISBN 9788080633882. S. 426 – 427.
  5. ↑ Zhang Liang. N-Heterocyclic carbene (NHC)–copper-catalysed transformations of carbon dioxide. Chemical Science, 2013, s. 3395. DOI: 10.1039/C3SC51070K.
  6. ↑ K. Sekine; T. Yamada. Silver-catalyzed carboxylation. Chem. Soc. Rev., 2016, s. 4524–4532. DOI: 10.1039/C5CS00895F. PMID 26888406.
  7. ↑ Enhanced translation of a chloroplast-expressed RbcS gene restores small subunit levels and photosynthesis in nuclear RbcS antisense plants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., April 2004, s. 6315–20. DOI: 10.1073/pnas.0400981101. PMID 15067115.
  8. ↑ Rubiscolytics: fate of Rubisco after its enzymatic function in a cell is terminated. J. Exp. Bot., 2008, s. 1615–24. Dostupné online. DOI: 10.1093/jxb/erm242. PMID 17975207.
  9. ↑ Rubisco: still the most abundant protein of Earth?. New Phytologist, April 2013, s. 1–3. DOI: 10.1111/nph.12197. PMID 23432200.
  10. ↑ Biotin – Fact Sheet for Health Professionals [online]. Office of Dietary Supplements, US National Institutes of Health, 8 December 2017. Dostupné online.
  11. ↑ OMIM - gamma-glutamyl carboxylase, contributed by McKusick VA, last updated October 2004 [nefunkčný odkaz]Šablóna:Cbignore
  12. ↑ Processive post-translational modification. Vitamin K-dependent carboxylation of a peptide substrate. J. Biol. Chem., 1995, s. 30491–8. DOI: 10.1074/jbc.270.51.30491. PMID 8530480.
  13. ↑ Direct identification of the calcium-binding amino acid, gamma-carboxyglutamate, in mineralized tissue. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1975, s. 3925–9. DOI: 10.1073/pnas.72.10.3925. PMID 1060074.
  14. ↑ Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry, 5th ed. New York: W. H. Freeman and Company, 2002.

Iné projekty

[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Carboxylation na anglickej Wikipédii.

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Karboxylácia&oldid=8092514“