Ακετυλομάδα
Στην οργανική χημεία, η ακετυλομάδα, ή αλλιώς ακετύλιο, ή ομάδα ακετυλίου, είναι μια λειτουργική -χαρακτηριστική- ομάδα με τον χημικό τύπο −COCH3 και την δομή −C(=O)−CH3. Φέρει αρκετές φορές το σύμβολο Ac[1] το οποίο όμως δεν πρέπει να συγχέεται με το στοιχείο ακτίνιο.
Γενικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η ακετυλομάδα, που παράγεται από το οξικό οξύ, είναι θεμελιώδους σπουδαιότητας για όλες τις γνωστές μορφές ζωής στον πλανήτη μας. Όταν συνδέεται με το συνένζυμο Α, αποτελεί κεντρική λύση για το μεταβολισμό των σακχάρων και των λιπών.
Η ακετυλομάδα περιέχει μια ομάδα μεθυλίου (-CH3), ως μονού-δεσμού, με ένα καρβονύλιο (C=O). Το καρβονυλικό κέντρο μιας ακυλικής ρίζας έχει ένα μη συνδεδεμένο ηλεκτρόνιο με το οποίο σχηματίζει χημικό δεσμό με το υπόλοιπο R του μορίου.
Γενικά, η ομάδα ακετυλίου είναι συστατικό πολλών οργανικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένου του οξικού οξέος, του νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη, ακετυλο-CoA, ακετυλοκυστεΐνη, ακεταμινοφαίνη (επίσης γνωστή ως παρακεταμόλη) και ακετυλοσαλικυλικό οξύ (γνωστό ευρέως ως ασπιρίνη).
Ακετυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Στη φύση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η εισαγωγή μιας ομάδας ακετυλίου σε ένα μόριο χημικώς ονομάζεται ως ακετυλίωση.
Στους βιολογικούς οργανισμούς, οι ακετυλομάδες συνήθως μεταφέρονται από το ακετυλο-CoA σε άλλα οργανικά μόρια. Το ακετυλο-CoA είναι μια ενδιάμεση πρόδρομη ένωση, τόσο στη βιολογική συνθετάση όσο και στη διάσπαση πολλών οργανικών μορίων.
Το ακετυλο-CoA δημιουργείται επίσης κατά το δεύτερο στάδιο της κυτταρικής αναπνοής, την αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού, από τη δράση της πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης στο πυροσταφυλικό οξύ.
Οι ιστόνες και άλλες πρωτεΐνες συχνά τροποποιούνται με ακετυλίωση. Για παράδειγμα, σε επίπεδο DNA, η ακετυλίωση ιστόνης από ακετυλοτρανσφεράσες (HATs) προκαλεί επέκταση της αρχιτεκτονικής της χρωματίνης, επιτρέποντας έτσι τη γενετική μεταγραφή. Ωστόσο, η απομάκρυνση της ακετυλικής ομάδας από τις αποακετυλάσες ιστόνης (HDACs) συμπυκνώνει τη δομή του DNA, εμποδίζοντας έτσι τη μεταγραφή.[2]
Συνθετική και φαρμακευτική χημεία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η ακετυλίωση μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μια ποικιλία μεθόδων. Η πιο συνηθισμένη είναι μέσω της χρήσης του οξικού ανυδρίτη ή του ακετυλοχλωριδίου, συχνά παρουσία μιας τριτοταγούς ή αρωματικής βάσης αμίνης.
Μια τυπική ακετυλίωση είναι η μετατροπή της γλυκίνης σε Ν-ακετυλoγλυκίνη:
- H2NCH2CO2H + (CH3CO)2O -> CH3C(O)NHCH2CO2H + CH3CO2H
Φαρμακολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Τα ακετυλιωμένα οργανικά μόρια παρουσιάζουν αυξημένη ικανότητα να διασχίζουν τον επιλεκτικά διαπερατό αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Η ακετυλίωση βοηθά ένα φάρμακο να φτάσει στον εγκέφαλο πιο γρήγορα, καθιστώντας τα αποτελέσματα της δραστικής ουσίας φαρμάκου πιο έντονα και αυξάνοντας την εν γένει αποτελεσματικότητα μιας δεδομένης δόσης.
Η ακετυλομάδα στο ακετυλοσαλικυλικό οξύ (ασπιρίνη) ενισχύει την αποτελεσματικότητά της σε σχέση με το φυσικό αντιφλεγμονώδες, το σαλικυλικό οξύ. Με παρόμοιο τρόπο, η ακετυλίωση μετατρέπει το φυσικό παυσίπονο μορφίνη στην πολύ πιο ισχυρή ηρωίνη (διακετυλομορφίνη).
Υπάρχουν ορισμένες ενδείξεις ότι η ακετυλο-L-καρνιτίνη μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική για ορισμένες εφαρμογές από την L-καρνιτίνη.[3] Η ακετυλίωση της ρεσβερατρόλης -επίσης- αποτελεί καταλυτική αντίδραση που θα οδηγήσει στα πρώτα φάρμακα κατά της ακτινοβολίας, για τον ανθρώπινο πληθυσμό.[4]
Ιστορικό[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Ο όρος επινοήθηκε από τον Γερμανό χημικό Γιούστους φον Λήμπιχ το 1839 για να δηλώσει αυτό που πίστευε, δηλαδή ότι ήταν η ρίζα του οξικού οξέος, και αυτό που σήμερα ονομάζουμε ομάδα βινυλίου (όπως επινοήθηκε το 1851).
Όταν έγινε επιστημονική συναίνεση ότι η θεωρία του ήταν λανθασμένη και ότι το οξύ είχε διαφορετική ρίζα, το όνομα μεταφέρθηκε στη σωστή, αλλά το όνομα της ακετυλίνης (που επινοήθηκε το 1860) διατηρήθηκε όπως ήταν.
Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- ↑ Hanson, James A. (2001). Functional group chemistry. Cambridge, Eng: Royal Society of Chemistry. σελ. 11. ISBN 0-85404-627-5.
- ↑ Cox, David L. Nelson, Michael M. (2000). Lehninger principles of biochemistry (3rd έκδοση). New York: Worth Publishers. ISBN 1-57259-153-6.
- ↑ Liu, J; Head, E; Kuratsune, H; Cotman, C. W.; Ames, B. N. (2004). «Comparison of the effects of L-carnitine and acetyl-L-carnitine on carnitine levels, ambulatory activity, and oxidative stress biomarkers in the brain of old rats». Annals of the New York Academy of Sciences 1033 (1): 117–31. doi:. PMID 15591009. Bibcode: 2004NYASA1033..117L.
- ↑ Koide, Kazunori; Osman, Sami; Garner, Amanda L.; Song, Fengling; Dixon, Tracy; Greenberger, Joel S.; Epperly, Michael W. (14 April 2011). «The Use of 3,5,4′-Tri-acetylresveratrol as a Potential Prodrug for Resveratrol Protects Mice from γ-Irradiation-Induced Death». ACS Medicinal Chemistry Letters 2 (4): 270–274. doi:. PMID 21826253.