Poliamina
Unha poliamina é un composto orgánico que ten dous ou máis grupos amina primarios (NH2). Son moléculas de natureza policatiónica presentes tanto en plantas, coma animais e microorganismos, e tamén sintéticas.
Esta clase de compostos comprende varias substancias sintéticas que son importantes materias primas para a industria química, como a etilendiamina (H2N-CH2-CH2-NH2), 1,3-diaminopropano (H2N-(CH2)3-NH2), e hexametilendiamina (H2N-(CH2)6-NH2). Tamén son diaminas moitas substancias naturais dos organismos eucariotas e procariotas, como a putrescina (H2N-(CH2)4-NH2), cadaverina (H2N-(CH2)5-NH2), espermidina (H2N-((CH2)4-NH-)2-H), e espermina (H2N-((CH2)4-NH-)3-H). O cicleno é o principal representante das poliaminas policíclicas. A polietilenamina é un polímero baseado no monómero aziridina.
Papel biolóxico
[editar | editar a fonte]Nas plantas actúan como fitohormonas, é dicir, reguladores do desenvolvemento, aínda que este papel é discutido [1] debido a que a súa concentración na planta é moi elevada, o que é oposto á idea de que interveñan como hormonas, substancias, que por definición, son activas en moi baixa dose. Outra opinión é que actúan simplemente como segundos mensaxeiros.[1] O que si está claro é que afectan a varios aspectos do desenvolvemento, crecemento, senescencia e resposta ao estrés. As poliaminas son biosintetizadas a partir da cadaverina e por transferencia dun grupo aminopropil fornecido por unha molécula de S-adenosil metionina descarboxilada.
As poliaminas máis importantes das plantas son a putrescina (unha diamina), a espermidina (unha triamina) e a espermina (unha tetraamina). Debido á súa natureza policatiónica, poden unirse e estabilizar a polímeros ricos en cargas negativas como é o ADN,[2] pero tamén a fosfolípidos e proteínas.[1] Ditas funcións propóñense igualmente para animais e microorganismos.
Un exemplo da súa importancia é que cando a súa síntese está inhibida, o ciclo celular detense ou vai máis lento, a non ser que se engadan exoxenamente. A maioría das células eucariotas posúen un sistema de transporte de poliaminas situado na membrana plasmática que facilita a captación de poliaminas exóxenas. Dito sistema, de vital importancia en tecidos animais que se encontran en proliferación, é unha diana farmacolóxica no desenvolvemento de novos compostos quimioterapéuticos.[3]
As poliaminas tamén funcionan como importantes moduladores de diversas canles iónicas, como os receptores NDMA e os receptores AMPA. Bloquean as canles de entrada de potasio na célula, mantendo o gradiente de K+ na célula.
As poliaminas poden aumentar a permeabilidade da barreira hemato-encefálica.[4]
Reparación do ADN dirixida por homoloxía
[editar | editar a fonte]As poliaminas promoven a reparación de roturas de dobre febra no ADN mediada por recombinación homóloga.[5] As poliaminas potencian a actividade de intercambio de febras de ADN da recombinase RAD51. A diminución da cantidade de poliaminas sensibiliza as células a substancias xenotóxicas como as radiacións ionizante e ultravioleta. O efecto das poliaminas sobre RAD51 orixínase da súa capacidade de mellorar a captura de dúplex de ADN homólogos e promove a actividade de apareamento e intercambio no ADN mediada por RAD-51.[5] As poliaminas parecen ter un papel evolutivamente conservado na regulación da actividade da recombinase.
Síntese das poliaminas lineais naturais
[editar | editar a fonte]Putrescina
[editar | editar a fonte]A putrescina sintetízase bioloxicamente por dúas vías diferentes, que empezan ambas as dúas por arxinina.
- Nunha das vías, a arxinina convértese en agmatina, nunha reacción catalizada polo encima arxinina descarboxilase (ADC); despois agmatina transfórmase en carbamilputrescina pola agmatina imino hidroxilase (AIH). Finalmente, a carbamilputrescina convértese en putrescina.
- Na segunda vía de síntese, a arxinina convértese en ornitina e despois esta é convertida en putrescina pola ornitina descarboxilase (ODC).
Cadaverina
[editar | editar a fonte]
A cadaverina sintetízase a partir da lisina nunha reacción de descarboxilación nun só paso catalizada pola lisina descarboxilase (LDC).
Espermidina e espermina
[editar | editar a fonte]
A espermidina sintetízase a partir da putrescina, utilizando un grupo aminopropílico procedente da S-adenosil-L-metionina descarboxilada (dSAM). A reacción é catalizada pola espermidina sintase e libérase 5-metiltioadenosina (na figura SAM, pero en realidade sería MTA) [6].
A espermina sintetízase por reacción da espermidina coa S-adenosil-metionina descarboxilada en presenza do encima espermina sintase, liberando igual que antes 5-metltioadenosina.
Termoespermina
[editar | editar a fonte]A termoespermina(NH
2−(CH
2)
3−NH−(CH
2)
3−NH−(CH
2)
4−NH
2) é un isómero estrutural da espermina e un regulador do crecemento das plantas. Prodúcese a partir de espermidina pola acción do encima termoespermina sintase, que está codificada por un xene chamado ACAULIS5 (ACL5).[7]
Análogos das poliaminas
[editar | editar a fonte]A función fundamental das poliaminas no crecemento celular levou ao desenvolvemento de varios axentes que interfiren co metabolismo das poliaminas. Estes axentes utilízanse na terapia do cancro. Os análogos das poliaminas regulan á alza p53 na célula, causando restrición da profliferación e apoptose.[8] Tamén diminúen a expresión do receptor de estróxenos alfa no cancro de mama positivo para o receptor de estróxenos (ER).[9]
Poliaminas sintéticas
[editar | editar a fonte]As etilenoaminas son unha clase comercialmene importante de poliaminas sintéticas con ligazóns de etileno (−CH
2CH
2−); a capacidade de produción mundial estimouse en 385.000 toneladas en 2001.[10] Son intermediarios químicos usados a miúdo para fabricar surfactantes e como substancias que forman enlaces cruzados ("endurecedores") para as resinas epoxi.[11] Algúns membros desta clase son:
- Etilenodiamina, primeiro membro da serie. É un ligando quelante por si mesmo, e é o precursor do secuestrante de metais moi común EDTA (ácido etilenodiaminotetraacético). Ao ser permetilada, a etilenodiamina rende tetrametiletilenodiamina (TMEDA), que ten unha afinidade moi alta por ións litio.[12]
- Tris(2-aminoetil)amina (N(CH
2CH
2NH
2)
3), é unha poliamina ramificada que é un produto lateral menor do proceso da polietilenoamina. Unha poliamina tripodal relacionada é 1,1,1-tris(aminometil)etano. Estes son ligandos quelantes. - Polietilenimina, un polímero derivado da aziridina.
Outras poliaminas sintéticas son o 1,3,5-triazinano (non confundir coa 1,3,5-triazina) e os análogos N-substituídos. As ligazóns de metileno (−CH
2) derivan do formaldehido. O produto de reacción da monoetanolamina e o formaldehido coñécese industrialmente como "MEA triazina" (é, en realidade, un triazinano), e serve como un captador hidrosoluble de sulfuro de hidróxeno.[13] A hexametilenotetramina (hexamina) é outro produto do farmaldehido e o amoníaco que ten varios usos en industria. Ten un uso doméstico como combustible sólido para camping. No laboratorio reacciona con alquil haluros para preparar selectivamente aminas primarias na reacción de Delépine.
- Poliaminas sintéticas
Subunidade de polietilenimina
Hexametilenotetramina coa súa estrutura tipo adamantano
bis(ethane-1,2-diamine)_200.svg){kind=small}
amine.svg)
ethane.svg)
Poliazamacrociclos
[editar | editar a fonte]- Poliazamacrociclos sintéticos
As poliaminas macrocíclicas son análogas aos éteres coroa. Utilízanse como ligandos en química de coordinación. Exemplos son: porfirinas, cicleno ((CH
2CH
2NH)
4), e os ciclam relacionados. Os triazamacrociclos inclúen o triazaciclononano. Tamén se coñecen aneis pentaaza e hexaaza, por exemplo, hexaaza-18-coroa-6.
Notas
[editar | editar a fonte]- 1 2 3 Azcón-Bieto,J y Talón, M. (2000). Fundamentos de Fisiología Vegetal. Mc Graw Hill Interamericana de España SAU. ISBN 84-486-0258-7.
- ↑ Prescott, L.M. (199). Microbiología. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-486-0261-7.
- ↑ Wang, C.; Delcros, J.-G.; Cannon, L.; Konate, F.; Carias, H.; Biggerstaff, J.; Gardner, R.; Phanstiel, O. Defining the molecular requirements for the selective delivery of polyamine-conjugates into cells containing active polyamine transporters. J. Med. Chem. 2003, 46, 5129-5138.
- ↑ Zhang L, Lee HK, Pruess TH, White HS, Bulaj G."Synthesis and applications of polyamine amino acid residues: improving the bioactivity of an analgesic neuropeptide, neurotensin". J Med Chem. 2009 Mar 26;52(6):1514-7. PMID: 19236044, DOI: 10.1021/jm801481y
- 1 2 Lee CY, Su GC, Huang WY, Ko MY, Yeh HY, Chang GD, Lin SJ, Chi P (xaneiro de 2019). "Promotion of homology-directed DNA repair by polyamines". Nat Commun 10 (1): 65. Bibcode:2019NatCo..10...65L. PMC 6325121. PMID 30622262. doi:10.1038/s41467-018-08011-1.
- ↑ Nizamuddin Ahmed. Metabolism and functions of polyamines
- ↑ Takano, A; Kakehi, J; Takahashi, T (abril de 2012). "Thermospermine is not a minor polyamine in the plant kingdom". Plant Cell Physiol 53 (4): 606–16. PMID 22366038. doi:10.1093/pcp/pcs019.
- ↑ Huang, Yi; Pledgie, Allison; Rubin, Ethel; Marton, Laurence J.; Woster, Patrick M.; Sukumar, Saraswati; Casero, Robert A.; Davidson, Nancy E. (setembro de 2005). "Role of p53/p21(Waf1/Cip1) in the regulation of polyamine analogue-induced growth inhibition and cell death in human breast cancer cells". Cancer Biology & Therapy 4 (9): 1006–13. PMC 3639297. PMID 16131835. doi:10.4161/cbt.4.9.1970.
- ↑ Huang, Y; Keen, JC; Pledgie, A; Marton, LJ; Zhu, T; Sukumar, S; Park, BH; Blair, B; Brenner, K; Casero, RA Jr; Davidson, NE (2006). "Polyamine analogues down-regulate estrogen receptor alpha expression in human breast cancer cells". J Biol Chem 281 (28): 19055–63. PMC 3623667. PMID 16679312. doi:10.1074/jbc.M600910200.
- ↑ Srivasan Sridhar; Richard G. Carter (2001). "Diamines and Higher Amines, Aliphatic". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. New York: John Wiley. doi:10.1002/0471238961.0409011303011820.a01.pub2. ISBN 9780471238966.
- ↑ Lawrence, Stephen A. (2004). Amines: synthesis, properties and applications. Cambridge University Press. p. 64. ISBN 978-0-521-78284-5.
- ↑ Haynes, R. K.; Vonwiller, S. C.; Luderer, M. R. (2006). "N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine". En Paquette, L. N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Wiley. ISBN 0-471-93623-5. doi:10.1002/047084289X.rt064.pub2.
- ↑ G. N. Taylor; J. J. Wylde; T. Müller; J Murison; F. Schneider (2017). Fresh Insight into the H2S Scavenging Mechanism of MEA-Triazine vs. MMA-Triazine. SPE International Conference on Oilfield Chemistry. Montgomery, Texas. doi:10.2118/184529-MS.
