Sulfasjon - Sulfation

Sulfasjon er den kjemiske reaksjonen som innebærer tilsetning av SO 3 -gruppen. I prinsippet vil mange sulfateringer innebære reaksjoner av svoveltrioksid (SO 3 ). I praksis utføres de fleste sulfasjoner mindre direkte. Uavhengig av mekanismen fører installasjonen av en sulfatlignende gruppe på et substrat til betydelige endringer.

Sulfasjon i industrien

Sulfasjon av kalsiumoksider

Sulfasjon er en prosess som brukes til å fjerne "svovel" fra forbrenning av fossilt brensel. Målet er å minimere forurensningen fra de brente gassene. Forbrenning av svovelholdige drivstoff frigjør svoveldioksid , som i atmosfæren oksiderer til ekvivalent med svovelsyre , som er etsende. For å minimere problemet utføres forbrenningen ofte i nærvær av kalsiumoksyd eller kalsiumkarbonat, som direkte eller indirekte binder svoveldioksid og noe oksygen for å gi kalsiumsulfat . Netto reaksjon er:

CaO + SO 2 → CaSO 3
CaSO 3 + 1/2 O 2 → CaSO 4

eller netto reaksjonen er sulfatering, tilsetningen av SO 3 :

CaO + SO 3 → CaSO 3

I det idealiserte scenariet brukes kalsiumsulfatet (gips) som konstruksjonsmateriale eller, mindre ønskelig, deponert på et deponi.

Andre uorganiske sulfateringer

For sulfatering i bly-syrebatterier , se Bly-syrebatteri § Sulfasjon og desulfasjon .

Vaskemidler, kosmetikk, etc.

Sulfasjon er mye brukt i produksjonen av forbrukerprodukter som vaskemidler, sjampo og kosmetikk. Siden sulfatgruppen er svært polær, gir dens konjugering til en lipofil "hale" overflatelignende egenskaper. Velkjente sulfater er natriumlaurylsulfat og natriumlaurethsulfat .

Alkylsulfat produseres av alkoholer ved reaksjon med klorsvovelsyre :

ClSO 3 H + ROH → ROSO 3 H + HCl

Alternativt kan alkoholer sulfateres til halvsulfatesterne ved bruk av svoveltrioksid :

SO 3 + ROH → ROSO 3 H

Sulfasjon i biologi

I biologien påvirkes sulfateringen vanligvis av sulfotransferaser , som katalyserer overføringen av ekvivalenten av svoveltrioksyd til substratalkoholer og fenoler, og omdanner sistnevnte til sulfatestere. Kilden til SO 3- gruppen er vanligvis 3'-fosfoadenosin-5'-fosfosulfat (PAPS). Når substratet er et amin, er resultatet et sulfamat . Sulfering er en av hovedveiene for posttranslasjonell modifikasjon av proteiner.

Sulfasjon er involvert i en rekke biologiske prosesser, inkludert avgiftning, hormonregulering, molekylær gjenkjenning, cellesignalering og viral inntreden i celler. Det er blant reaksjonene i fase II legemiddelmetabolisme , ofte effektivt for å gjøre et xenobiotikum mindre aktivt ut fra et farmakologisk og toksikologisk synspunkt, men spiller noen ganger en rolle i aktiveringen av xenobiotika (f.eks. Aromatiske aminer , metylsubstituerte polycykliske aromatiske hydrokarboner ). Et annet eksempel på biologisk sulfasjon er syntesen av sulfonerte glykosaminoglykaner , slik som heparin , heparansulfat , kondroitinsulfat og dermatansulfat . Sulfasjon er også en mulig posttranslasjonell modifikasjon av proteiner.

Tyrosinsulfasjon

Tyrosinsulfering er en posttranslasjonell modifikasjon der en tyrosinrest av et protein sulfateres av en tyrosylproteinsulfotransferase (TPST) vanligvis i Golgi -apparatet . Utskilte proteiner og ekstracellulære deler av membranproteiner som passerer gjennom Golgi -apparatet kan sulfateres. Sulfasjon forekommer hos dyr og planter, men ikke i prokaryoter eller i gjær. Sulfasjonssteder er tyrosinrester eksponert på proteinets overflate, typisk omgitt av sure rester. Sulfasjonens funksjon er fortsatt usikker.

Regulering av tyrosinsulfasjon

Svært begrenset bevis tyder på at TPST -genene er underlagt transkripsjonsregulering og tyrosin O -sulfat er veldig stabilt og ikke lett kan nedbrytes av pattedyrsulfataser. Tyrosin O -sulfasjon er en irreversibel prosess in vivo . Et antistoff kalt PSG2 viser høy sensitivitet og spesifisitet for epitoper som inneholder sulfotyrosin uavhengig av sekvenskonteksten. Nye verktøy utvikles for å studere TPST -er ved hjelp av syntetiske peptider og små molekylskjermer.

Sjøgress

Mange spiselige tang er sammensatt av høysulfaterte polysakkarider. Utviklingen av flere sulfotransferaser ser ut til å ha lett tilpasningen av de terrestriske forfedrene til sjøgress til et nytt marint habitat.

Se også

Referanser