Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с карбоксилазы )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Карбоксилирование является химической реакцией , в которой карбоновая кислоте группа получает путем обработки подложки с диоксидом углерода . [1] Противоположная реакция - декарбоксилирование . В химии термин карбонизация иногда используется как синоним карбоксилирования, особенно когда применяется к реакции карбанионных реагентов с CO 2 . В более общем смысле, карбонизация обычно описывает получение карбонатов . [2]

Органическая химия [ править ]

Карбоксилирование - это стандартное преобразование в органической химии . [3] В частности, карбонизация (т.е. карбоксилирование) реагентов Гриньяра и литийорганических соединений является классическим способом превращения органических галогенидов в карбоновые кислоты. [4]

Салицилат натрия , предшественник аспирина , коммерчески получают путем обработки фенолята натрия (натриевой соли фенола ) диоксидом углерода при высоком давлении (100 атм) и высокой температуре (390 К) - методом, известным как реакция Кольбе-Шмитта . Подкисление полученной салицилатной соли дает салициловую кислоту.

Kolbe-Schmitt.png

Многие подробные процедуры описаны в журнале Organic Syntheses . [5] [6] [7]

Катализаторы карбоксилирования включают N-гетероциклические карбены [8] и катализаторы на основе серебра. [9]

Карбоксилирование в биохимии [ править ]

Основанная на углероде жизнь возникает в результате карбоксилирования, при котором атмосферный углекислый газ соединяется с сахаром. Процесс обычно катализируется ферментом RuBisCO . Рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза / оксигеназа , фермент, катализирующий это карбоксилирование, возможно, является самым распространенным белком на Земле. [10] [11] [12]

Цикл Кальвина, показывающий карбоксилирование рибулозо-1,5-бисфосфата.
Карбоксиглутаминовая кислота
Дополнительная информация: Карбоксилиазы

Многие карбоксилазы, включая ацетил-CoA-карбоксилазу , метилкротонил-CoA-карбоксилазу , пропионил-CoA-карбоксилазу и пируваткарбоксилазу, требуют биотина в качестве кофактора. Эти ферменты участвуют в различных биогенных путях. [13] В схеме ЕС такие карбоксилазы классифицируются в соответствии с EC 6.3.4 «Другие углеродно-азотные лигазы».

Другим примером является посттрансляционной модификации из глутаматных остатков, чтобы гамма-карбоксиглутамат , в белках. Это происходит главным образом в белках, участвующих в каскаде свертывания крови , в частности, факторах II, VII, IX и X, протеине C и протеине S, а также в некоторых костных протеинах. Эта модификация необходима для функционирования этих белков. Карбоксилирование происходит в печени и осуществляется γ-глутамилкарбоксилазой (GGCX). [14] GGCX требует витамина К в качестве кофактора и выполняет реакцию процессивным образом. [15] γ-карбоксиглутамат связывает кальций, который необходим для его активности.[16] Например, в протромбине , связывание кальция позволяет белку ассоциировать с плазматической мембраной в тромбоцитах ,чего его в непосредственную близость с белкамикоторые расщепляют протромбин в активный тромбин после травмы. [17]

См. Также [ править ]

  • Декарбоксилирование

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Карбоксилирование: введение карбоксильной группы в молекулу или соединение с образованием карбоновой кислоты или карбоксилата; пример этого». Оксфордский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета. 2018.
  2. ^ «Карбонизация: пропитка или обработка углекислым газом; превращение в карбонат». Оксфордский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета. 2018.
  3. ^ Браунштейн, Пьер; Мэтт, Доминик; Нобель, Доминик (август 1988 г.). «Реакции углекислого газа с образованием углерод-углеродной связи, катализируемые комплексами переходных металлов». Химические обзоры . 88 (5): 747–764. DOI : 10.1021 / cr00087a003 .
  4. ^ AM Appel; и другие. (2013). «Границы, возможности и проблемы биохимического и химического катализа фиксации CO 2 » . Chem. Ред . 113 (8): 6621–6658. DOI : 10.1021 / cr300463y . PMC 3895110 . PMID 23767781 .  
  5. ↑ Акира Янагисава; Кацутака Ясуе; Хисаши Ямамото (1997). «Регио- и стереоселективное карбоксилирование аллильных бариевых реагентов: (E) -4,8-диметил-3,7-нонадиеновая кислота». Органический синтез . 74 : 178. DOI : 10,15227 / orgsyn.074.0178 .
  6. ^ Х. Кох; В. Хааф (1964). «1-Адамантанкарбоновая кислота». Органический синтез . 44 : 1. дои : 10,15227 / orgsyn.044.0001 .
  7. ^ В. Хааф (1966). «1-Метилциклогексанкарбоновая кислота». Органический синтез . 46 : 72. DOI : 10,15227 / orgsyn.046.0072 .
  8. ^ Чжан Лян (2013). «N-Гетероциклический карбен (NHC) - катализируемые медью превращения диоксида углерода». Химическая наука . 4 : 3395. DOI : 10.1039 / C3SC51070K .
  9. ^ К. Секин; Т. Ямада (2016). «Карбоксилирование, катализируемое серебром» . Chem. Soc. Ред . 45 (16): 4524–4532. DOI : 10.1039 / C5CS00895F .
  10. ^ Dhingra A, Portis AR, Даниэл H (апрель 2004). «Усиленная трансляция экспрессируемого хлоропластом гена RbcS восстанавливает уровни малых субъединиц и фотосинтез в ядерных антисмысловых растениях RbcS» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 101 (16): 6315–20. Bibcode : 2004PNAS..101.6315D . DOI : 10.1073 / pnas.0400981101 . PMC 395966 . PMID 15067115 . (Rubisco) - наиболее распространенный фермент на этой планете, на долю которого приходится 30–50% от общего количества растворимого белка в хлоропласте;  
  11. Перейти ↑ Feller U, Anders I, Mae T (2008). «Рубисколитики: судьба Rubisco после того, как его ферментативная функция в клетке прекращена» (PDF) . J. Exp. Бот . 59 (7): 1615–24. DOI : 10.1093 / JXB / erm242 . PMID 17975207 .  
  12. ^ Рэйвен, Джон А. (апрель 2013 г.). «Рубиско: все еще самый распространенный белок на Земле?» . Новый фитолог . 198 (1): 1–3. DOI : 10.1111 / nph.12197 .
  13. ^ "Биотин - информационный бюллетень для специалистов здравоохранения" . Управление диетических добавок Национального института здоровья США . 8 декабря 2017 . Проверено 25 февраля 2018 года .
  14. ^ OMIM - гамма-глутамилкарбоксилаза, предоставлено McKusick VA, последнее обновление - октябрь 2004 г. [1]
  15. Перейти ↑ Morris DP, Stevens RD, Wright DJ, Stafford DW (1995). «Процессивная посттрансляционная модификация. Витамин К-зависимое карбоксилирование пептидного субстрата» . J. Biol. Chem . 270 (51): 30491–8. DOI : 10.1074 / jbc.270.51.30491 . PMID 8530480 . 
  16. ^ Хаушка PV, Lian JB, Галоп PM (1975). «Прямая идентификация кальций-связывающей аминокислоты гамма-карбоксиглутамата в минерализованной ткани» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 72 (10): 3925–9. Bibcode : 1975PNAS ... 72.3925H . DOI : 10.1073 / pnas.72.10.3925 . PMC 433109 . PMID 1060074 .  
  17. ^ Берг JM, Тимочко JL, Страйер Л. Биохимия , 5-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman and Company, 2002.