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Poliamina

Una poliamina es un compuesto orgánico con tres o más grupos amino . Las alquilpoliaminas se encuentran en la naturaleza, pero algunas son sintéticas. Son incoloras, higroscópic...

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Una poliamina es un compuesto orgánico con tres o más grupos amino . Las alquilpoliaminas se encuentran en la naturaleza, pero algunas son sintéticas. Son incoloras, higroscópicas y solubles en agua. A pH cercano a la neutralidad, existen como derivados de amonio. [ 1 ] [ 2 ] La mayoría de las poliaminas aromáticas son sólidos cristalinos a temperatura ambiente.

poliaminas naturales

Las poliaminas lineales de bajo peso molecular se encuentran en todas las formas de vida. Los principales ejemplos son la triamina espermidina y la tetraamina espermina . Están relacionadas estructural y biosintéticamente con las diaminas putrescina y cadaverina . El metabolismo de las poliaminas está regulado por la actividad de la enzima ornitina descarboxilasa (ODC). [ 3 ] Las poliaminas se encuentran en altas concentraciones en el cerebro de los mamíferos . [ 4 ]

Función biológica

Aunque se sabe que la biosíntesis de poliaminas está altamente regulada, la función biológica de las poliaminas solo se comprende parcialmente. En su forma catiónica de amonio, se unen al ADN y, en su estructura, representan compuestos con cationes que se encuentran a intervalos regulares (a diferencia del Mg 2+) .o Ca 2+, que son cargas puntuales). También se ha descubierto que actúan como promotores del cambio de marco ribosómico programado durante la traducción. [ 5 ]

La inhibición de la biosíntesis de poliaminas retrasa o detiene el crecimiento celular . El suministro de poliaminas exógenas restablece el crecimiento de estas células. La mayoría de las células eucariotas expresan una ATPasa transportadora de poliaminas en su membrana celular que facilita la internalización de poliaminas exógenas. Este sistema es altamente activo en células de rápida proliferación y es el objetivo de algunos quimioterápicos actualmente en desarrollo. [ 6 ]

Las poliaminas también son moduladoras de una variedad de canales iónicos , incluidos los receptores NMDA y los receptores AMPA . Bloquean los canales de potasio rectificadores de entrada, de modo que las corrientes de los canales se rectifican hacia adentro, por lo que la energía celular, es decir, K +El gradiente iónico a través de la membrana celular se conserva. Además, las poliaminas participan en el inicio de la expresión de la respuesta SOS del operón de la colicina E7 y regulan negativamente las proteínas esenciales para la captación de la colicina E7, confiriendo así una ventaja de supervivencia a la E. coli productora de colicinas en condiciones de estrés. [ 7 ]

Las poliaminas pueden aumentar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica . [ 8 ]

Están involucradas en la modulación de la senescencia de los órganos en las plantas y, por lo tanto, se consideran una hormona vegetal . [ 9 ] Además, están directamente involucradas en la regulación de la muerte celular programada . [ 10 ]

Reparación del ADN dirigida por homología

Las poliaminas promueven la reparación de roturas de doble cadena (DSB) mediada por recombinación homóloga (HR) . [ 11 ] Las poliaminas mejoran la actividad de intercambio de cadenas de ADN de la recombinasa RAD51 . El agotamiento de poliaminas sensibiliza a las células a sustancias genotóxicas como la radiación ionizante y la radiación ultravioleta . El efecto de las poliaminas sobre RAD51 surge de su capacidad para mejorar la captura de ADN dúplex homólogo y promover el apareamiento y la actividad de intercambio de ADN homólogo mediada por RAD-51. [ 11 ] Las poliaminas parecen tener un papel conservado evolutivamente en la regulación de la actividad de la recombinasa.

Biosíntesis de espermidina, espermina y termoespermina.

Biosíntesis de espermidina y espermina a partir de putrescina. Ado = 5'-adenosil

La espermidina se sintetiza a partir de putrescina, utilizando un grupo aminopropilo de la S -adenosil-L-metionina (SAM) descarboxilada, S -adenosilmetioninamina . La reacción es catalizada por la espermidina sintasa . [ 12 ]

La espermina se sintetiza a partir de la reacción de la espermidina con SAM en presencia de la enzima espermina sintasa .

Las poliaminas experimentan una rápida interconversión en el ciclo de las poliaminas, en el que la putrescina conduce a la síntesis de espermidina y espermina, con la degradación de estas poliaminas para formar putrescina, que puede iniciar el ciclo de nuevo. [ 12 ]

La termospermina ( NH₂− (CH₂ ) ₃ − NH−(CH₂ ) ₃ − NH−(CH₂ ) ₄ − NH₂ ) es un isómero estructural de la espermina y un regulador del crecimiento vegetal. Se produce a partir de la espermidina por la acción de la termospermina sintasa , codificada por el gen ACAULIS5 (ACL5). [ 13 ]

análogos de poliaminas

El papel fundamental de las poliaminas en el crecimiento celular ha propiciado el desarrollo de diversos agentes que interfieren con su metabolismo. Estos agentes se utilizan en la terapia contra el cáncer . Los análogos de poliaminas regulan positivamente la expresión de p53 en la célula, lo que conduce a la restricción de la proliferación y la apoptosis . [ 14 ] También disminuyen la expresión del receptor de estrógeno alfa en el cáncer de mama con receptores de estrógeno positivos. [ 15 ]

poliaminas sintéticas

Las etileniaminas son una clase comercialmente importante de poliaminas sintéticas con enlaces de etileno ( −CH₂CH₂− ) ; la capacidad de producción mundial se estimó en 385 000 toneladas en 2001. [ 16 ] Son intermedios químicos que se utilizan a menudo para fabricar tensioactivos y como agentes reticulantes (" endurecedores ") para resinas epoxi . [ 17 ] Algunos miembros de esta clase incluyen:

Otras poliaminas sintéticas incluyen 1,3,5-triazinano (que no debe confundirse con 1,3,5-triazina ) y análogos N-sustituidos. Los enlaces metileno ( −CH₂ ) se derivan del formaldehído . El producto de reacción de la monoetanolamina y el formaldehído se conoce industrialmente como "MEA triazina" (en realidad es un triazinano) y sirve como captador de sulfuro de hidrógeno soluble en agua . [ 19 ] La hexametilentetramina (hexamina) es otro producto del formaldehído y el amoníaco que tiene varios usos en la industria. Domésticamente, se utiliza como combustible sólido para acampar. En el laboratorio, reacciona con haluros de alquilo para preparar selectivamente aminas primarias en la reacción de Delépine .

Poliazamacrociclos

Las poliaminas macrocíclicas son análogas a los éteres corona . Se emplean como ligandos en química de coordinación . Algunos ejemplos son las porfirinas , el cicleno ( (CH 2 CH 2 NH) 4 ) y el ciclam, un compuesto relacionado . Entre los triazamacrociclos se encuentra el triazaciclononano . También se conocen anillos pentaaza y hexaaza, por ejemplo, el hexaaza-18-corona-6 .

Véase también

Referencias

  1. ↑ Eller, Karsten; Henkes, Erhard; Rossbacher, Roland; Höke, Hartmut (2005). "Aminas alifáticas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a02_001 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  2. ↑ Jastrzab, R., Kaczmarek, MT, Nowak, M., Trojanowska, A., Zabiszak, M. "Complejos de poliaminas y sus derivados como compuestos activos de sistemas vivos" Coordination Chemistry Reviews , 2017, 351, pp. 32–44 doi.org/10.1016/j.ccr.2017.05.001
  3. ↑ Pegg, AE; McCann, PP (1982). "Metabolismo y función de las poliaminas". American Journal of Physiology . 243 (5): 212– 221. doi : 10.1152/ajpcell.1982.243.5.C212 . PMID 6814260. S2CID 21063248 .  
  4. ↑ Seiler, N. (1982). "Poliaminas" . En Lajtha, A. (ed.). Arquitectura química y celular . Manual de neuroquímica. Vol. 1 (2.ª ed.). Springer. pp. 223–255 . doi : 10.1007/978-1-4757-0614-7_9 . ISBN    978-1-4757-0614-7.
  5. ↑ Rato C; Amirova SR; Bates DG; Stansfield I; Wallace HM (junio de 2011). "Recodificación traslacional como controlador de retroalimentación: los enfoques de sistemas revelan efectos específicos de las poliaminas en el cambio de marco ribosomal de la antienzima" . Nucleic Acids Res . 39 (11): 4587–97 . doi : 10.1093 / nar/gkq1349 . PMC 3113565. PMID 21303766 .  
  6. ↑ Wang C, Delcros JG, Cannon L, Konate F, Carias H, Biggerstaff J, Gardner RA, Phanstiel IV O (noviembre de 2003). "Definición de los requisitos moleculares para la administración selectiva de conjugados de poliaminas en células que contienen transportadores de poliaminas activos". J Med Chem . 46 (24): 5129–38 . doi : 10.1021/jm030223a . PMID 14613316 . 
  7. ↑ Yi-Hsuan Pan; Chen-Chung Liao (mayo de 2006). "Los roles críticos de las poliaminas que regulan la producción de ColE7 y restringen la captación de ColE7 por Escherichia coli productora de colicinas" . J. Biol. Chem . 281 (19): 13083–91 . doi : 10.1074/jbc.M511365200 . PMID 16549429 . 
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  10. ↑ Moschou, PN; Roubelakis-Angelakis, KA (11 de noviembre de 2013). "Poliaminas y muerte celular programada" . Journal of Experimental Botany . 65 (5): 1285– 96. doi : 10.1093/jxb/ert373 . PMID 24218329 . 
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  • Poliaminas en la proliferación del ciclo celular y la muerte celular
  • Kilpeläinen, Pekka (2002). Expresión y regulación en cerebro de rata y en ratones transgénicos . Departamento de Bioquímica, Universidad de Oulu. hdl : 10024/37387 . ISBN 951-42-6631-5.Revisión exhaustiva de la literatura hasta 2001 sobre la estructura, las propiedades, el metabolismo de las poliaminas en mamíferos y sus funciones fisiológicas y fisiopatológicas (véase el índice del artículo).
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