Poliamina - Polyamine
Una poliamina es un compuesto orgánico que tiene más de dos grupos amino . Las alquil poliaminas se producen de forma natural pero también son sintéticas. Las alquilpoliaminas son incoloras, higroscópicas y solubles en agua. De pH casi neutro, existen como derivados de amonio. 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 y tetraamina espermidina y espermina . Están relacionados 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). Las poliaminas se encuentran en altas concentraciones en el cerebro de los mamíferos .
- Poliaminas naturales
Poliaminas sintéticas
Varias poliaminas sintéticas se utilizan en la industria química y el laboratorio de investigación. Son de interés principalmente como aditivos para el aceite de motor y como co-reactantes (endurecedores) con resinas epoxi . Muchas poliaminas sintéticas presentan enlaces NCH 2 CH 2 N:
- Dietilentriamina , abreviado dien o DETA, (H 2 N-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH 2. El derivado permetilado relacionado pentametildietilentriamina se usa como agente quelante en la química del organolitio .
- Trietilentetramina (trien o TETA, H 2 N-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH 2 ), tetraetilenpentamina (TEPA, H 2 N-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH 2 ), pentaetilenhexamina (PEHA, H 2 N-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH- CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -NH 2 ).
- Poliaminas macrocíclicas : 1,4,7-triazaciclononano ((NHCH 2 CH 2 ) 3 ) y ciclon ((NHCH 2 CH 2 ) 4 ). Un macrociclo tetraaza relacionado es el ciclama .
- La tris (2-aminoetil) amina (N (CH 2 CH 2 NH 2 ) 3 ) es una poliamina ramificada. Una poliamina tripodal relacionada es el 1,1,1-tris (aminometil) etano .
- Poliaminas sintéticas
Subunidad de polietilenimina
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La polietilen amina es un polímero derivado de la aziridina .
Función biológica
Aunque se sabe que la biosíntesis de poliaminas está muy regulada, la función biológica de las poliaminas solo se comprende parcialmente. En su forma de amonio catiónico, se unen al ADN y, en estructura, representan compuestos con cationes que se encuentran a intervalos regularmente espaciados (en contraste con Mg2+
o Ca2+
, que son cargos puntuales). También se ha descubierto que actúan como promotores del cambio de marco ribosómico programado durante la traducción.
La inhibición de la biosíntesis de poliaminas retrasa o detiene el crecimiento celular . La provisión de poliaminas exógenas restaura 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 muy activo en células que proliferan rápidamente y es el objetivo de algunos quimioterapéuticos actualmente en desarrollo.
Las poliaminas también son moduladores de una variedad de canales iónicos , incluidos los receptores NMDA y los receptores AMPA . Bloquean los canales de potasio rectificadores hacia adentro de modo que las corrientes de los canales se rectifiquen hacia adentro, por lo que la energía celular, es decir, K+
gradiente de iones 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 colicina E7 y regulan negativamente las proteínas que son esenciales para la captación de colicina E7, lo que confiere una ventaja de supervivencia a E. coli productora de colicina en condiciones de estrés.
Las poliaminas pueden mejorar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica .
Intervienen en la modulación de la senescencia de los órganos de las plantas y, por lo tanto, se consideran una hormona vegetal . Además, participan directamente en la regulación de la muerte celular programada.
Reparación de ADN dirigida por homología
Las poliaminas promueven la reparación de rotura de doble hebra (DSB) mediada por recombinación homóloga (HR) . Las poliaminas mejoran la actividad de intercambio de cadenas de ADN de la recombinasa RAD51 . El agotamiento de las poliaminas sensibiliza a las células a sustancias genotóxicas como la radiación ionizante y la radiación ultravioleta . El efecto de las poliaminas en RAD51 surge de su capacidad para mejorar la captura de ADN dúplex homólogo y promover la actividad de emparejamiento e intercambio de ADN homólogo mediada por RAD-51. Las poliaminas parecen tener un papel conservado evolutivamente en la regulación de la actividad recombinasa.
Biosíntesis de espermidina, espermina, termospermina
La espermidina se sintetiza a partir de putrescina, utilizando un grupo aminopropilo de S -adenosil-L-metionina descarboxilada (SAM). La reacción es catalizada por espermidina sintasa .
La espermina se sintetiza a partir de la reacción de 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 degradación de estas poliaminas para formar putrescina, que puede comenzar el ciclo nuevamente.
La termospermina (NH 2 - (CH 2 ) 3 -NH- (CH 2 ) 3 -NH- (CH 2 ) 4 -NH 2 ) es un isómero estructural de espermina y un nuevo tipo de regulador del crecimiento de las plantas. Se produce a partir de espermidina por la acción de la termospermina sintasa , que está codificada por un gen llamado ACAULIS5 (ACL5).
Análogos de poliaminas
El papel fundamental de las poliaminas en el crecimiento celular ha llevado al desarrollo de una serie de agentes que interfieren con el metabolismo de las poliaminas. Estos agentes se utilizan en la terapia del cáncer. Los análogos de poliamina regulan positivamente p53 en una célula, lo que conduce a la restricción de la proliferación y la apoptosis. También disminuye la expresión del receptor de estrógeno alfa en el cáncer de mama ER positivo.
Referencias
enlaces externos
- Poliaminas en la proliferación del ciclo celular y muerte celular
- Ornitina descarboxilasa: expresión y regulación en cerebro de rata y en ratones transgénicos, 2002, Pekka Kilpelainen, Departamento de Bioquímica, Universidad de Oulu. Revisión extensa de la literatura hasta 2001 sobre la estructura, las propiedades, el metabolismo de las poliaminas en los mamíferos y las funciones fisiológicas y fisiopatológicas (ver el índice del artículo)