Hipoklórsav

A hipoklorinsav reagál a lipidekben jelenlévő telítetlen kötésekkel , de telített kötésekkel nem , az OCl ion - nem reagál lipidekkel. A HClO és a telítetlen lipidek közötti reakció oxidációként az egyik szénatomon klórt, a másikon pedig egy hidroxilcsoportot adunk. A kapott vegyület klórhidrin. A poláros klór megbontja a lipid kettős rétegeket és növeli a membrán permeabilitását, ezt a megfigyelést hematokriton figyelték meg. A permeabilitás változásai a klórhidrin koncentrációjától függenek. Klórhidrineket figyeltek meg a koleszterinben , de ez a módosítás nem befolyásolja a membrán permeabilitását, sőt feltételezzük, hogy Cl 2 lenne a koleszterin klórhidrin jelenlétének eredete.

A HClO fertőtlenítő hatásának mechanizmusa

Ha az Escherichia coli- t hipoklorinsavnak teszik ki, sok létfontosságú rendszer inaktiválása miatt kevesebb mint 100 ms alatt elveszíti életképességét  . A hipoklorinsav deklarált LD50 értéke 0,0104–0,156 ppm, 2,6 ppm-nél 5 percen belül a baktériumok növekedésének teljes gátlását okozza. A baktericid tulajdonság eléréséhez szükséges HClO koncentráció azonban nagyon függ a kezdeti baktérium koncentrációtól.

A glükóz oxidációjának gátlása

1948-ban Knox és munkatársai azt javasolták, hogy a klóroldatok baktericid jellegének legfőbb tényezője a glükóz oxidációjának gátlása lehet . Feltételezik, hogy a hatóanyag diffundál a citoplazmatikus membránon, hogy inaktiválja a szulfhidrilcsoportokat tartalmazó kulcsfontosságú enzimeket a glikolízis útjában . Ez a csoport az első, aki megjegyzi, hogy a HOCl oldatok gátolják a szulfhidrilcsoportokat tartalmazó enzimeket. A későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy baktericid szinten a citoszol komponensek nem reagálnak a HClO-val. McFeters és Camper találtuk, hogy aldoláz , egy enzim Knox úgy gondoljuk, hogy inaktivált, nem befolyásolja a HOCl in vivo.

Kimutatták, hogy a HOCl blokkolja a β-galaktozidáz laktóz általi indukcióját . A radioaktívan jelölt ATP és proton együttes transzport szubsztrátok felvételét blokkolja a HOCl expozíció. Ebből a megfigyelésből azt javasolta, hogy a HOCl blokkolja a tápanyagok felszívódását azáltal, hogy inaktiválja a transzportfehérjéket.

A glükóz-oxidáció csökkenését a légzési aktivitás csökkenésének tanulmányozásával tanulmányozzák. Venkobachar és munkatársai azt találták, hogy a borostyánkősav-dehidrogenázt in vitro gátolja a HOCl, ami arra utal, hogy az elektrontranszport-lánc megszakadása okozhatja a baktériumok inaktiválódását. Albrich megállapította, hogy a HOCl elpusztítja a citokrómokat és a vas-kén klasztereket , hogy az oxigénfelvétel eltűnik HOCl jelenlétében, és nincsenek adenin-nukleotidok. Javasolták azt a hipotézist, amely összekapcsolja a citokrómok HClO általi irreverzibilis oxidációját és a légzési aktivitás elvesztését. Ennek a hipotézisnek az érvényesítéséhez elvégzik a HClO hatását a szukcinátfüggő elektronok transzportjára. Rosen kimutatta, hogy a HClO-val kezelt sejtekben csökkenteni kívánt oxidált citokrómok szintje normális, de a sejtek nem képesek csökkenteni azokat. A szukcinát-dehidrogenázt a HOCl is gátolja, aminek következtében az elektronok oxigénhez áramló áramlása leáll. A későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy az ubikinol-oxidáz aktivitása először megszűnik, és hogy a még mindig aktív citokrómok csökkentik a maradék kinont. A citokrómok elektronokat szabadítanak fel az oxigénre, és megmagyarázzák, miért nem lehet a citokrómokat újraoxidálni, ahogy Rosen megfigyelte. Ezt a hipotézist végül elvetik, amikor Albrich megállapítja, hogy a sejtek inaktiválása megelőzi a légzési aktivitás elvesztését. Azt is megmutatta, hogy a légzésre képes sejtek már nem oszthatók fel HOCl-expozíció után.

Adenin nukleotidok eltávolítása

A HClO-val való érintkezéskor bekövetkező baktériumok pusztulását magyarázó légzési funkciók elvesztésének hipotézise Albrich azt javasolja, hogy a baktériumok pusztulása az adenin nukleotidok kimerülése által okozott metabolikus diszfunkcióhoz köthető. Barrette tanulmányozta a HOCl-rel érintkező baktériumok számára elérhető ATP mennyiségét , és kimutatta, hogy a HOCl-nek kitett sejtek nem képesek növelni az ATP mennyiségét tápanyagok hozzáadása után. Arra a következtetésre jut, hogy az exponált sejtek elvesztették az adeninállomány szabályozásának képességét azon az alapon, hogy a metabolit felszívódása 45% -ra csökken HOCl-expozíció után, és hogy a HOCl az ATP intracelluláris hidrolízisét okozza. Megerősítést nyert az is, hogy a HOCl baktericid koncentrációiban a citoszolos komponensek nincsenek hatással. Ezért azt javasolják, hogy a membránfehérjéket a HClO módosítsa, ami az ATP hidrolízisének növekedéséhez vezet, és hogy a HClO megzavarja a baktériumsejtek azon képességét, hogy az AMP-t kivonják a citoszolból, ez a két elem jelentős anyagcserezavarokat okoz. Az ATP regenerációs képességének elvesztésében szerepet játszó fehérje az ATP szintáz . A légzéskutatás nagy része megerősíti azt a megfigyelést, hogy a releváns baktericid reakciók a sejtmembrán szintjén zajlanak le.

A DNS-replikáció gátlása

A közelmúltban felvetették azt a hipotézist, miszerint a baktériumok HOCl általi inaktiválása összefügg a DNS replikáció gátlásával . HClO jelenlétében megfigyelhető, hogy a baktériumok DNS- szintézise meredeken csökken, megelőzve a fehérjeszintézis gátlását, ami megmagyarázhatja a sejtek életképességének elvesztését. A bakteriális genom replikációja során a replikáció kezdete (oriC E. coliban ) a sejtmembránhoz kötött fehérjékhez kötődik. HClO jelenlétében az oriC affinitása a kivont membránokkal csökken, ezt a csökkenést össze kell kapcsolni az életképesség csökkenésével. Rosen tanulmánya összehasonlította a HClO koncentrációját és a különböző replikációs eredetű plazmidok DNS-replikációjának gátlását. Megjegyezte, hogy egyes plazmidok késleltetik a replikáció gátlását az oriC-t tartalmazó plazmidokhoz képest. Rosen azt javasolja, hogy a HClO inaktiválja a DNS-replikációban részt vevő membránfehérjéket, és hogy ez az inaktiválás a hipoklorinsav baktericid hatásának az oka.

A fehérjék denaturálása és aggregálása HClO-val

A HOCl a fehérjék poszttranszlációs módosításait okozza a ciszteinek és metioninok oxidálásával , a fehérje aggregációját elősegítő molekulának tekinthető. A Hsp33, a chaperone molekula ismert, hogy oxidatív hőstressz által aktiválódik, holdázként hatva védi a baktériumokat a HOCl hatásaitól, hatékonyan megakadályozza a fehérje aggregációt. Az E. coli és a Vibrio cholerae törzsek, amelyekből hiányzik a Hsp33, különösen érzékenyek a HOCl-re.

Hipokloritok

A hipokloritok a hipoklorinsav sói; a legszélesebb körben használt kereskedelmi hipokloritok a kalcium-hipoklorit és a nátrium-hipoklorit.

A hipoklorit-oldatokat vizes klorid-oldat elektrolízisével állíthatjuk elő klór-alkáli eljárással . Az anódnál klórgáz keletkezik, míg a katódnál hidrogén keletkezik. A keletkező klórgáz egy része feloldódhat, és hipoklorit- ionokat képezhet . A hipokloritok a lúgos oldatokban a gáz halmazállapotú klór aránytalanságát is jelentik.

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

Hivatkozások

1. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2008. június 16, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  142006679X és 978-1420066791 ) , p.  9-50.
2. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
3. (in) PC Unangst , " Hipoklórsav " a Reagensek szerves szintézishez való enciklopédiájában , New York (L. Paquette), J. Wiley & Sons,2004( DOI  10.1002 / 047084289 ).
4. (in) JE Harrison és J Schultz , "  Tanulmányok a klórozó mieloperoxidáz aktivitását.  ” , The Journal of Biological Chemistry , vol.  251 n o  5,1976, P.  1371-1374 ( PMID  176150 ).
5. (en) EL Thomas , „  Mieloperoxidáz, hidrogén-peroxid, klorid antimikrobiális rendszer: baktériumkomponensek nitrogén-klór származékai baktériumölő hatásban Escherichia coli ellen.  ” , Fertőzés és immunitás , vol.  23, n o  21979, P.  522-531 ( PMID  217.834 , PMCID  414.195 ).
6. (en) JM Albrich , CA McCarthy és JK Hurst , „  A hipoklorinsav biológiai reaktivitása: következmények a leukocita myeloperoxidase mikrobicid mechanizmusaira.  ” , A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei , vol.  78, n o  1,tizenkilenc nyolcvan egy, P.  210-214 ( PMID  6264434 , PMCID  319021 , DOI  10.1073 / pnas.78.1.210. ).
7. (en) WA Prütz , „  A hipoklorinsav és a pirimidin nukleotidok kölcsönhatásai, valamint a klórozott pirimidinek másodlagos reakciói GSH-val, NADH-val és más szubsztrátokkal.  » , Biokémiai és biofizikai archívumok , vol.  349, n o  1,1998, P.  183-191 ( PMID  9439597 , DOI  10.1006 / abbi.1997.0440. ).
8. .
9. J Arnhold , OM Panasenko , J Schiller , YuA Vladimirov és K Arnold : „  A hipoklorinsav hatása a foszfatidilkolin-liposzómákra a kettős kötések tartalmától függően. Sztöchiometria és NMR elemzés.  ", A lipidek kémiája és fizikája , vol.  78, n o  1,1995, P.  55–64 ( PMID  8521532 , DOI  10.1016 / 0009-3084 (95) 02484-Z ).
10. (en) WE Knox , PK Stumpf , DE Green és VH Auerbach , „  A szulfhidril-enzimek gátlása mint a klór baktericid hatásának alapja.  ” , Journal of bakteriology , vol.  55, n o  4,1948, P.  451-458 ( PMID  16561477 , PMCID  518466 ).
11. (en) CC Winterbourn , „  Különböző biológiai vegyületek összehasonlító reakcióképessége mieloperoxidáz-hidrogén-peroxid-kloriddal és az oxidálószer hasonlósága hipoklorittal.  ” , Biochimica és Biophysica Acta , vol.  840, n o  21985, P.  204–210 ( PMID  2986713 , DOI  10.1016 / 0304-4165 (85) 90120–5 ).
12. (en) WC Barrette Jr , DM Hannum , WD Wheeler és JK Hurst , „  A hipoklorinsav bakteriális toxicitásának általános mechanizmusa: az ATP termelés megszüntetése.  ” , Biokémia , vol.  28, n o  23,1989, P.  9172–9178 ( PMID  2557918 , DOI  10.1021 / bi00449a032 ).
13. (a) J Jacangelo , V Olivieri és K Kawata , "  oxidálása szulfhidril csoportok monoklóramin.  ” , Vízkutatás , vol.  21, n o  11,1987, P.  1339 ( DOI  10.1016 / 0043-1354 (87) 90007-8 ).
14. (en) SM McKenna és KJ Davies : „  A baktériumok növekedésének gátlása hipoklorinsavval. Lehetséges szerep a fagociták baktericid aktivitásában.  ” , The Biochemical journal , vol.  254, n o  3,1988, P.  685–692 ( PMID  2848494 , PMCID  1135139 ).
15. (en) SL Hazen , A d'Avignon , MM Anderson , FF Hsu és JW Heinecke : „Az  emberi neutrofilek a mieloperoxidáz-hidrogén-peroxid-klorid rendszert alkalmazzák az alfa-aminosavak reaktív aldehidek családjává történő oxidálására. Mechanikus vizsgálatok, amelyek a labilis köztitermékeket azonosítják a reakcióút mentén.  ” , Journal of Biological Chemistry , vol.  273, n o  9,1998( PMID  9478947 , DOI  10.1074 / jbc.2733.9.4997 ).
16. (en) WA Prütz , „  Hipoklorinsav kölcsönhatások tiolokkal, nukleotidokkal, DNS-sel és más biológiai szubsztrátokkal  ” , Biokémiai és biofizikai archívumok , vol.  332, n o  1,1996, P.  110–120 ( PMID  8806715 , DOI  10.1006 / abbi.1996.0322 ).
17. (en) RM Rakita , BR Michel és H Rosen , "  Differential inaktiválása Escherichia coli membrán-dehidrogenázok által myeloperoxidáz-közvetített antimikrobiális rendszer.  ” , Biokémia , vol.  29, n o  4,1990, P.  1075–1080 ( PMID  1692736 , DOI  10.1021 / bi00456a033 ).
18. (in) RM Rakita , BR Michel és H Rosen , "  A mikrobiális légzés myeloperoxidase által közvetített gátlása: az Escherichia coli ubiquinol oxidase károsodása.  ” , Biokémia , vol.  28, n o  7,1989, P.  3031–6 ( PMID  2545243 , DOI  10.1021 / bi00433a044 ).
19. (in) H Rosen és SJ Klebanoff : "  A mikrobás vas-kén központok oxidációja a myeloperoxidase-H2O2-halogenid antimikrobiális rendszerrel.  ” , Fertőzés és immunitás , vol.  47, n o  3,1985, P.  613–618 ( PMID  2982737 , PMCID  261335 ).
20. (en) H Rosen , RM Rakita , AM Waltersdorph és SJ Klebanoff , „  Az Escherichia coli szukcinát-oxidáz rendszerének myeloperoxidáz-közvetített károsodása. Bizonyíték a dehidrogenáz komponens szelektív inaktiválására.  ” , Journal of Biological Chemistry , vol.  262, n o  31,1987, P.  15004–15010 ( PMID  2822709 ).
21. JA Chesney , JW Eaton és JR Mahoney Jr , „  Bakteriális glutation: áldozatkész védekezés a klórvegyületek ellen  ”, Journal of bakteriology , vol.  178, n o  7,1996, P.  2131–2135 ( PMID  8606194 , PMCID  177915 ).
22. (a) JC Morris , "  A savas ionizációs állandója HCIO 5-35 °  " , Journal of Physical Chemistry , Vol.  70, n o  12,1966, P.  3798–3805 ( DOI  10.1021 / j100884a007 ).
23. (hu) GA McFeters és AK Camper , „  Klórnak kitett indikátor baktériumok számbavétele  ” , Advances in alkalmazott mikrobiológia , vol.  29,1983, P.  177–193 ( ISBN  978-0-12-002629-6 , PMID  6650262 , DOI  10.1016 / S0065-2164 (08) 70357-5 ).
24. (en) WC Barrette Jr , JM Albrich és JK Hurst , „  Hipoklórsav által elősegített metabolikus energiaveszteség Escherichia coliban  ” , Fertőzés és immunitás , vol.  55, n o  10,1987, P.  2518–2525 ( PMID  2820883 , PMCID  260739 ).
25. AK Camper és GA McFeters : „  Klórsérülések és a vízben terjedő coliform baktériumok felsorolása.  », Alkalmazott és környezeti mikrobiológia , vol.  37, n o  3,1979, P.  633–641 ( PMID  378130 , PMCID  243267 ).
26. (en) C Venkobachar , L Iyengar és A Prabhakararao , "  A fertőtlenítés mechanizmusa.  ” , Vízkutatás , vol.  9, n o  1,1975, P.  119–124 ( DOI  10.1016 / 0043-1354 (75) 90160–8 ).
27. (in) JK Hurst , WC Barrette Jr , BR Michel és H Rosen , "  A vas-kén klaszterek hipoklórsav és myeloperoxidase által katalizált oxidációja bakteriális légúti dehidrogenázokban.  » , European Journal of Biochemistry / FEBS , vol.  202, n o  3,1991, P.  1275-1282 ( PMID  1.662.610 , DOI  10.1111 / j.1432-1033.1991.tb16500.x ).
28. (en) H Rosen , J Orman , RM Rakita , BR Michel és DR Vandevanter , "  A DNS-membrán kölcsönhatások elvesztése és a DNS-szintézis leállítása myeloperoxidázzal kezelt Escherichia coliban.  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , t .  87, n o  24,1990, P.  10.048-10.052 ( PMID  2.175.901 , PMCID  55.312 , DOI  10,1073 / pnas.87.24.10048 ).
29. (en) H Rosen , BR Michel , DR Vandevanter és JP Hughes , "  Differential hatásai mieloperoxidáz-eredetű oxidánsok Escherichia coli DNS-replikáció.  ” , Fertőzés és immunitás , vol.  66, n o  6,1998, P.  2655–2659 ( PMID  9596730 , PMCID  108252 ).
30. (in) J Winter , M Ilbert , PCF Graf , D Özcelik és U Jakob : "A  fehérítő aktivál egy redoxot , amelyet az oxidatív chaperone fehérje kibontakozik.  ” , Cell , vol.  135, n o  4,2008, P.  691–701 ( PMID  19013278 , PMCID  2606091 , DOI  10.1016 / j.cell.2008.09.024 ).

• (fr) Ez a cikk részben vagy egészben az angol Wikipedia "  Hipoklórsav  " című cikkéből származik ( lásd a szerzők felsorolását ) .

Lásd is

Bibliográfia

Kapcsolódó cikkek

• Klór
• Klórozás (kémia)
• Zöldítés
• Fehérítő
• Klórrezisztencia
• Savak listája

Külső linkek