معلومة

هياكل cyclodextrin معقدة بروابط صغيرة


بالنسبة لبعض الدراسات الهيكلية ، أبحث عن هياكل سيكلوديكسترين (في شكل ثلاثي الأبعاد مثل pdb ، mol2 ، إلخ) معقدًا بروابط جزيئية صغيرة ، مثل الكوليسترول وحتى أصغر. في الوقت الحالي ، لم أجد سوى بعض البروتينات المعقدة مع السيكلودكسترين في قاعدة بيانات PDB ، ولكن لا توجد بنية من السيكلودكسترين مع روابط صغيرة ، هل يمكنك مساعدتي؟


لقد بحثت عن المنشورات ذات الصلة في Web of Science باستخدام "Structur * AND cyclodextrin" في حقل العنوان. خلال الفترة 2011-2012 ، سُجّلت 56 إصابة منها:

Racz et al (2012) هيكل مركب تضمين بيتا سيكلودكسترين مع حمض ليبويك من بيانات حيود مسحوق المختبر. اكتا Crystallographica القسم ب 68: 164-170

علي وآخرون (2012) تحديد هيكل مركب فيكسوفينادين-أ-سيكلوديكسترين عن طريق التحليل الكمي 2D ROESY ودراسات الميكانيكا الجزيئية. الرنين المغناطيسي في الكيمياء 50: 299-304

Lula et al (2012) التفاعل بين نوناببتيد المحفز للبراديكينين (BPP9a) وبيتا سيكلودكسترين: دراسة هيكلية وديناميكية حرارية. علوم وهندسة المواد ج 32: 244-253

نظرت في بعض الأوراق ولكن لم أجد أي حالة محددة حيث تم إيداع هيكل في قاعدة بيانات. ومع ذلك ، كان هناك العديد من الإشارات إلى مركز بيانات التصوير البلوري في كامبريدج كمصدر لهياكل الجزيئات الصغيرة.


تطبيقات عقاقير الستيرويد المحاصرة في cyclodextrins

المنشطات وفيرة في الكائنات الحية وهي مسؤولة عن وظائف بيولوجية مختلفة. هم مرشحون جيدون لتشكيل مجمعات التضمين مع cyclodextrins لذلك ، يصف الكثير من الأدبيات هذه المجمعات وتطبيقها في مختلف المجالات. ومع ذلك ، لا تكاد توجد أي مراجعات تلخص هذا الكم الهائل من المعلومات. هنا ، نقوم بمراجعة عقاقير الستيرويد فيما يتعلق بتراكبها مع cyclodextrins ، مع إبراز تأثير تفاعل السيكلودكسترين - الستيرويد على قابلية الذوبان والاستقرار والتوافر الحيوي لعقاقير الستيرويد المحبوسة. لقد جمعنا بيانات عن التغيرات في الحرائك الدوائية لأدوية الستيرويد المصممة لسبل تناول الدواء المختلفة. نعرض بعض تركيبات الستيرويد الممكّنة من السيكلوديكسترين التي تم طرحها في السوق. تمت أيضًا مناقشة Sugammadex ، أول مشتق سيكلوديكسترين معتمد كمكون صيدلاني نشط ، والذي أحدث ثورة في التخدير. توضح العديد من الأمثلة التحفيز وتثبيط تفاعلات التحول الأحيائي المختلفة للستيرويدات بواسطة معقدات الدكسترين الحلقي المستخدمة في التكنولوجيا الحيوية. تستند التجارب المختبرية والتجارب على نطاق تجريبي للتطبيق البيئي لتفاعل السيكلودكسترين والستيرويد على المواد الماصة المحتوية على السيكلودكسترين لالتقاط عقاقير الستيرويد المتبقية ، مثل موانع الحمل من مياه الصرف الصحي النقية.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


الملخص

كان تصميم البروتينات التي يمكن التلاعب ببنيتها ووظيفتها من خلال الارتباط بروابط معينة ذا أهمية كبيرة في مجال هندسة البروتين. تم الإبلاغ عن بعض الأمثلة الناجحة للبروتينات المعتمدة على الجزيئات الصغيرة ، لكن مجالات ربطها بالرابط كانت مقصورة بشكل أساسي على تلك المشتقة من البروتينات الطبيعية. قد يؤدي إدخال المكونات الاصطناعية لاستجابة الترابط إلى توسيع تعدد استخدامات البروتينات المعتمدة على الجزيء الصغير. في هذه الدراسة ، قمنا بتصميم وبناء بروتين فلوري أخضر مجزأ (GFP منقسم) يمكن إعادة تجميعه عن طريق التفاعل فوق الجزيئي غير الطبيعي. في تصميم GFP المنفصل ، تم إدخال وحدات β-cyclodextrin (βCDx) والكومارين في جزء C- طرفي (بقايا 214-230) من GFP المنفصل. شكل الببتيد C-terminal مع βCDx و coumarin ، DC-M2-CDx ، الذي يحتوي على كل من شقوق المضيف والضيف في نفس سلسلة الببتيد ، مركب تضمين داخل الجزيء في غياب جزيئات الضيف الخارجية. منع هذا التفاعل بشدة إعادة التكوين مع جزء GFP N-terminal (بقايا 2−214) (GFP 1-10 OPT). ومع ذلك ، فإن إضافة جزيئات الضيف المناسبة لـ βCDx أنهى تفاعل المضيف داخل الجزيئي − الضيف في الببتيد الطرفي C ، مما أدى إلى إعادة تجميع شظايا البروتين واستعادة الفلورة المصاحبة بسبب تكوين GFP الناضج. أظهرت هذه النتائج بنجاح تحكمًا مباشرًا في بنية البروتين ووظيفته من خلال تطبيق التفاعل الجزيئي فوق الجزيئي على بروتين مجزأ. من المتوقع أن يكون النظام المشترك للبروتين المجزأ والعناصر الاصطناعية فوق الجزيئية استراتيجية مفيدة ومرنة لتنظيم بنية البروتين ووظيفته عبر الارتباط بالرابطات الاصطناعية.


تضاريس معقدات احتواء السيكلودكسترين. ثالثا. التركيب البلوري والجزيئي لـ cyclohexaamylose hexahydrate ، مركب تضمين ديمر الماء

مشاهدات المقالات هي مجموع تنزيلات النصوص الكاملة للمقالات المتوافقة مع COUNTER منذ نوفمبر 2008 (بتنسيق PDF و HTML) عبر جميع المؤسسات والأفراد. يتم تحديث هذه المقاييس بانتظام لتعكس الاستخدام حتى الأيام القليلة الماضية.

الاقتباسات هي عدد المقالات الأخرى المقتبسة من هذه المقالة ، ويتم حسابها بواسطة Crossref ويتم تحديثها يوميًا. اعثر على مزيد من المعلومات حول عدد الاقتباسات من Crossref.

درجة الانتباه Altmetric هي مقياس كمي للانتباه الذي تلقته مقالة بحثية عبر الإنترنت. سيؤدي النقر فوق أيقونة الكعك إلى تحميل صفحة على altmetric.com تحتوي على تفاصيل إضافية حول النتيجة ووجود وسائل التواصل الاجتماعي للمقالة المحددة. يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول "نقاط الانتباه البديلة" وكيفية احتساب النتيجة.

ملحوظة: بدلاً من الملخص ، هذه هي الصفحة الأولى للمقالة.


الملخص

تم استخدام CODESSA-PRO لنمذجة طاقات الربط لأنظمة التعقيد 1: 1 بين 218 جزيء ضيف عضوي و β-cyclodextrin ، باستخدام معادلة من سبع معلمات مع ص 2 = 0.796 و صالسيرة الذاتية 2 = 0.779. أعطت حسابات TRAIL القائمة على الأجزاء توافقًا أفضل مع ص 2 = 0.943 و صالسيرة الذاتية 2 = 0.848 لـ 195 نقطة بيانات في قاعدة البيانات. تمت مناقشة مزايا وعيوب كل نهج ، وخلص إلى أن الجمع بين النهجين له وعد كبير من وجهة نظر عملية.

هاتف المؤلف المقابل: (352) 392-0554 فاكس: (352) 392-9199 بريد إلكتروني: [email & # 160protected]


سيكلودكسترين

العديد من المركبات المهمة في التمثيل الغذائي ، مثل الفيتامينات والهرمونات القابلة للذوبان في الدهون ، لها قابلية ذوبان منخفضة للغاية في المحاليل المائية. تم استخدام تقنيات مختلفة لإذابة هذه المركبات في زراعة الأنسجة أو زراعة الخلايا أو غيرها من التطبيقات القائمة على الماء. الأسلوب المستخدم بكثرة هو استخدام الدكسترين الحلقي كجزيء "حامل" لتسهيل إذابة هذه المركبات.

التمثيلات الهيكلية لـ β-cyclodextrin و α-cyclodextrin و γ-cyclodextrin. الدكسترين الحلقي عبارة عن سكريات قليلة السكاريد الحلقية تتكون من 7 أو 6 أو 8 وحدات جلوكوبيرانوز (على التوالي).

إن قابلية الذوبان للديكسترينات الحلقيّة الطبيعية ضعيفة للغاية ، وفي البداية منع هذا الدكسترين الحلقي من أن يصبح عوامل معقدة فعالة. في أواخر الستينيات ، تم اكتشاف أن البدائل الكيميائية في مواقع 2- و 3 و 6-هيدروكسيل ستزيد بشكل كبير من قابلية الذوبان. تحدد درجة الاستبدال الكيميائي وطبيعة المجموعات المستخدمة للاستبدال الحد الأقصى النهائي لتركيز الدكسترين الحلقي في وسط مائي. معظم الدكسترينات الحلقية المعدلة كيميائيًا قادرة على تحقيق تركيز 50٪ (وزن / حجم) في الماء.

حجم التجويف هو المحدد الرئيسي لأي سيكلوديكسترين يستخدم في التعقيد. "Fit" أمر بالغ الأهمية لتحقيق دمج جيد للديكسترينات الحلقية. تحتوي α-Cyclodextrins على تجاويف صغيرة غير قادرة على قبول العديد من الجزيئات. تحتوي γ-Cyclodextrins على تجاويف أكبر بكثير من العديد من الجزيئات المراد دمجها ، ولا يمكن لشحنات السيكلودكسترين الكارهة للماء أن تتفاعل بشكل فعال لتسهيل عملية التعقيد. تم العثور على قطر تجويف β-cyclodextrins ليكون الحجم الأنسب للهرمونات والفيتامينات والمركبات الأخرى المستخدمة بشكل متكرر في تطبيقات زراعة الأنسجة والخلايا. لهذا السبب ، يتم استخدام β-cyclodextrin بشكل شائع كعامل معقد.

يتم دمج الجزيئات الكارهة للماء في تجويف cyclodextrins عن طريق إزاحة الماء. يُفضل هذا التفاعل من خلال تنافر الجزيء بالماء. يقوم هذا بتغليف الجزيء المعني بشكل فعال داخل السيكلودكسترين ، مما يجعل الجزيء قابل للذوبان في الماء. عندما يتم تخفيف المعقد القابل للذوبان في الماء في حجم أكبر بكثير من المذيب المائي ، تنعكس العملية ، وبالتالي يتم إطلاق الجزيء محل الاهتمام في المحلول.

يشتمل خط إنتاجنا من المجمعات القابلة للذوبان في الماء على cyclodextrins ومجمعات cyclodextrin القابلة للذوبان من المواد الكيميائية الحيوية المستخدمة بشكل شائع في تطبيقات زراعة الأنسجة والخلايا.


الملخص

نوضح في هذه الدراسة أن مزيجًا من الطرق النظرية المختلفة هو نهج قابل للتطبيق لحساب الارتباطات الملزمة للرابطات الجديدة للإيلاستاز البشري العدلات. هذا البروتياز يحط ​​الإيلاستين ومن المحتمل أن يساعد العدلات في أداء وظائفها المناعية. تتورط مستويات الإيلاستاز البشرية (HNE) المرتفعة بشكل غير طبيعي في العديد من الأمراض ، لذلك فإن مثبطات HNE مهمة كأهداف لتصميم الأدوية. كشفت دراسة حديثة أن حمض سيناميك ومشتقات إستر بورنيلي ترتبط بـ HNE ، ولكن Δجي لم تظهر قيم 0 من نتائج الإرساء الترابطية أي ارتباط مع تلك المحسوبة من IC50 القيم. لحساب تقاربات الربط بدقة ، أنشأنا هياكل معقدة محتملة لرابطات البروتين عن طريق حسابات الالتحام بالرابط. لكل من الروابط ، تم استخدام 30 موضعًا على الأرجح كنقاط انطلاق لمحاكاة الديناميكيات الجزيئية بطول نانوثانية. تم تقدير الطاقات الحرة الملزمة لهذه الهياكل المعقدة باستخدام نهج المذيب المستمر (MM-PBSA). سمحت هذه النتائج ، جنبًا إلى جنب مع البيانات الهيكلية من الديناميكيات الجزيئية ، بتحديد مجموعة من المواضع المتشابهة التي تعمل كنموذج للبروتين الطبيعي المركب ليجند. تم استخدام هذا النموذج الهيكلي لإجراء حسابات التكامل الديناميكي الحراري (TI) للحصول على الطاقات الحرة الملزمة النسبية من الروابط المماثلة لـ HNE. كانت نتائج TI في اتفاق كمي مع التقاربات الملزمة المقاسة. وبالتالي ، يمكن استخدام النهج المقدم لإنشاء هيكل معقد محتمل للروابط المعروفة لـ HNE واستخدام مثل هذا الهيكل لحساب تأثيرات تعديلات الترابط الصغيرة على ربط الترابط ، مما قد يؤدي إلى مثبطات جديدة ذات تقاربات ربط محسنة.


هياكل cyclodextrin المعقدة بروابط صغيرة - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


هياكل cyclodextrin المعقدة بروابط صغيرة - علم الأحياء

مقدمة للأيونات المعدنية المعقدة

تشرح هذه الصفحة الشروط أيون معقد و يجند، وينظر إلى الترابط بين الروابط والأيون المعدني المركزي. يناقش أنواعًا مختلفة من الترابطات (بما في ذلك بعض الأنواع المعقدة جدًا) ، ويصف المقصود بها رقم التنسيق.

أيونات معدنية معقدة تحتوي على روابط بسيطة

ما هو أيون فلز معقد؟

يحتوي أيون معقد على أيون معدني في مركزه مع عدد من الجزيئات أو الأيونات الأخرى المحيطة به. يمكن اعتبار أنها مرتبطة بالأيون المركزي عن طريق روابط تنسيق (تساهمية dative). (في بعض الحالات ، يكون الترابط في الواقع أكثر تعقيدًا من ذلك).

ملحوظة: إذا لم تكن متأكدًا من الترابط المنسق (التساهمي dative) ، فلن يكون لديك معنى كبير لما يلي دون اتباع هذا الرابط أولاً. من بين الأمثلة الأخرى على الترابط المنسق ، تحتوي تلك الصفحة على وصف للترابط في الأيون المركب المتكون بين أيونات الألومنيوم وجزيئات الماء ، وسوف يتكرر ذلك أدناه في هذه الصفحة - لذلك لا تحتاج إلى قضاء الكثير من الوقت في القراءة هذا الشيء.

إذا اتبعت هذا الارتباط ، فاستخدم الزر "رجوع" في متصفحك للعودة بسرعة إلى هذه الصفحة.

تسمى الجزيئات أو الأيونات المحيطة بأيون المعدن المركزي يجند.

طبيعة الترابط

تشمل الروابط البسيطة الماء والأمونيا وأيونات الكلوريد.

ما تشترك فيه كل هذه هو أزواج وحيدة نشطة من الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي. تستخدم هذه لتشكيل روابط منسقة مع أيون المعدن.

جميع الروابط هي متبرعون وحيدون. بمعنى آخر ، تعمل جميع الروابط كـ قواعد لويس.

ملحوظة: إذا لم تكن قد صادفت المصطلح قاعدة لويسوترغب في معرفة المزيد ، يمكنك اتباع هذا الرابط لصفحة عن نظريات الأحماض والقواعد. ومع ذلك ، ليس من المهم بشكل خاص لبقية هذه الصفحة أن تعرف أي شيء أكثر من حقيقة أن المادة التي تشكل رابطة منسقة عن طريق التبرع بزوج واحد من الإلكترونات لشيء آخر تُعرف باسم قاعدة لويس.

إذا اتبعت هذا الارتباط ، فاستخدم الزر "رجوع" في متصفحك للعودة بسرعة إلى هذه الصفحة.

الترابط في أيونات معقدة بسيطة

سننظر بالتفصيل في الترابط في الأيون المركب المتكون عندما تلتصق جزيئات الماء بأيون الألومنيوم لإعطاء Al (H2س)6 3+ .

ابدأ بالتفكير في بنية أيون الألومنيوم العاري قبل أن تلتصق به جزيئات الماء.

الألومنيوم له هيكل إلكتروني

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3px 1

عندما يشكل أيون Al 3+ فإنه يفقد الإلكترونات ذات المستويات الثلاثة لتغادر

تحذير: يعد مضيعة للوقت في المضي قدمًا في هذه الصفحة إذا لم تكن واثقًا من كتابة الهياكل الإلكترونية في هذا النموذج للعناصر والأيونات (بما في ذلك سلسلة الانتقال الأولى). استكشف قائمة الخصائص الذرية ، باتباع الروابط الخاصة بالمدارات الذرية والهياكل الإلكترونية.

عد إلى هذه الصفحة لاحقًا باستخدام زر BACK أو ملف History أو قائمة Go في متصفحك.

هذا يعني أن جميع المدارات ذات المستوى الثالث أصبحت فارغة الآن. يستخدم الألمنيوم ستة منها لقبول أزواج وحيدة من ستة جزيئات ماء.

إنه يعيد تنظيم (تهجين) 3s ، و 3 p ، واثنان من المدارات ثلاثية الأبعاد لإنتاج ستة مدارات جديدة جميعها بنفس الطاقة.

قد تتساءل لماذا تختار استخدام ستة مدارات بدلاً من أربعة أو ثمانية أو أيًا كان. ستة هو الحد الأقصى لعدد جزيئات الماء التي يمكن وضعها حول أيون الألومنيوم (ومعظم أيونات المعادن الأخرى). من خلال صنع أكبر عدد من الروابط ، فإنه يطلق معظم الطاقة وبالتالي يصبح أكثر استقرارًا من حيث الطاقة.

يظهر زوج واحد فقط على كل جزيء ماء. الزوج الوحيد الآخر يشير بعيدًا عن الألومنيوم وبالتالي لا يشارك في الترابط. الأيون الناتج يبدو كالتالي:

ملحوظة: تمثل الأسهم المنقطة أزواجًا وحيدة قادمة من جزيئات الماء خلف مستوى الشاشة أو الورقة. تمثل الأسهم الإسفينية روابط من جزيئات الماء أمام مستوى الشاشة أو الورقة.

بسبب حركة الإلكترونات نحو مركز الأيون ، لم تعد الشحنة 3+ موجودة بالكامل على الألومنيوم ، ولكنها تنتشر الآن على كل الأيون.

نظرًا لأن الألمنيوم يشكل 6 روابط ، فإن رقم التنسيق من الألومنيوم يقال إنه 6. رقم التنسيق لأيون معقد يحسب عدد الروابط التنسيقية التي يتكون منها أيون الفلز في مركزه.

هذا ، بالطبع ، هو بالضبط نفس القول بأن رقم التنسيق يحسب عدد الذرات المرتبطة مباشرة بأيون المعدن المركزي.

في حالة بسيطة مثل هذه ، من الواضح أن هذا يحسب أيضًا عدد الروابط - لكن هذا ليس بالضرورة كذلك ، كما سترى لاحقًا. يمكن لبعض الروابط أن تشكل أكثر من رابطة منسقة مع أيون المعدن.

تم اختيار هذا المثال لأنه مشابه جدًا للمثال الأخير - باستثناء أنه يتضمن معدنًا انتقاليًا.

الحديد له هيكل إلكتروني

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

عندما يشكل أيون Fe 3+ فإنه يفقد إلكترونات 4s وأحد الإلكترونات ثلاثية الأبعاد ليغادر

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5

بالنظر إلى هذا على أنه إلكترونات في الصناديق ، على مستوى الترابط:

الآن ، كن حذرا! لا تشارك الإلكترونات المفردة في المستوى ثلاثي الأبعاد في الترابط بأي شكل من الأشكال. بدلاً من ذلك ، يستخدم الأيون 6 مدارات من المستويات 4s و 4p و 4d لقبول أزواج وحيدة من جزيئات الماء.

قبل استخدامها ، يتم إعادة تنظيم المدارات (المهجنة) لإنتاج 6 مدارات ذات طاقة متساوية.

بمجرد تشكيل الروابط التنسيقية ، يبدو الأيون تمامًا مثل أيون الألومنيوم المكافئ.

لأن الحديد يشكل 6 روابط ، فإن رقم التنسيق للحديد هو 6.

تحذير: تم اختيار هذا المثال عمدًا لتجنب حدوث مضاعفات. مع العديد من الروابط ، تتحرك الإلكترونات الموجودة في المستويات ثلاثية الأبعاد قبل تكوين الروابط التنسيقية.

على سبيل المثال ، إذا كنت تستخدم أيونات السيانيد ، CN - ، كروابط حول أيون الحديد (III) ، ينتهي الأمر بالإلكترونات d كزوجين بالإضافة إلى زوج واحد - بدلاً من أن تكون جميعها مفردة. نظرًا لأن هذا ينتج مداريتين فارغتين ثلاثي الأبعاد ، فإنه يؤثر على المدارات المهجنة الجاهزة لتشكيل روابط مع الروابط.

لا داعي للقلق بشأن هذه المشكلة لأغراض المستوى أ. كل ما تحتاج إلى معرفته هو أن الروابط الرابطة من خلال تكوين روابط منسقة باستخدام المدارات الفارغة المتاحة في أيون المعدن. لا تحتاج إلى معرفة بالضبط ما هي هذه المدارات.

هذا مثال بسيط لتكوين أيون معقد بشحنة سالبة.

النحاس له هيكل إلكتروني

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1

عندما يشكل أيون Cu 2+ فإنه يفقد الإلكترون 4s وأحد الإلكترونات ثلاثية الأبعاد ليغادر

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9

لربط أيونات الكلوريد الأربعة بروابط ، يتم استخدام المدارات 4 و 4 p الفارغة (في شكل مهجن) لقبول زوج وحيد من الإلكترونات من كل أيون كلوريد. نظرًا لأن أيونات الكلوريد أكبر من جزيئات الماء ، فلا يمكنك وضع 6 منها حول الأيون المركزي - ولهذا السبب تستخدم 4 فقط.

يظهر واحد فقط من الأزواج الأربعة الوحيدة على كل أيون كلوريد. الثلاثة الآخرون يشيرون بعيدًا عن أيون النحاس ، ولا يشاركون في الترابط.

يمنحك هذا الأيون المعقد:

يحمل الأيون شحنتين سلبيتين بشكل عام. يأتي ذلك من مزيج من شحنتين موجبتين على أيون النحاس والشحنات السالبة الأربعة من أيونات الكلوريد الأربعة.

في هذه الحالة ، يكون رقم تنسيق النحاس ، بالطبع ، 4.

أيونات معدنية معقدة تحتوي على روابط أكثر تعقيدًا

في الأمثلة التي درسناها بالفعل ، يشكل كل رابط رابطة واحدة مع أيون المعدن المركزي لإعطاء الأيون المركب. ويقال أن مثل هذا يجند مجهول. هذا يعني حرفيًا أن لها سنًا واحدًا فقط!

إنه يحتوي على زوج واحد من الإلكترونات يمكنه استخدامه لربط المعدن - أي أزواج منفردة أخرى تشير إلى الاتجاه الخاطئ.

ومع ذلك ، فإن بعض الترابطات لديها أسنان أكثر! هذه معروفة بشكل عام باسم متعدد الجنسيات أو متعدد الاسنان الروابط ، ولكن يمكن تقسيمها إلى عدد من الأنواع المختلفة.

الروابط الثنائية لها زوجان منفردان ، كلاهما يمكن أن يرتبط بأيون المعدن المركزي.

المثالان الشائعان الاستخدام هما 1،2-ديامينوثان (الاسم القديم: إيثيلين ديامين - غالبًا ما يُشار إليه بالاختصار & quoten & quot) ، وأيون الإيثان إيثان (الاسم القديم: أكسالات).

في أيون الإيثانديوهات ، يوجد الكثير من الأزواج المنفردة أكثر من الاثنين الموضحين ، لكن هذه الأزواج الوحيدة التي نهتم بها.

يمكنك التفكير في هذه الروابط ثنائية الهوية كما لو كانت زوجًا من سماعات الرأس ، تحمل أزواجًا وحيدة على كل من القطع & quotear & quot. سوف تتلاءم هذه بعد ذلك بشكل مريح حول أيون معدني.

قد تجد هذا اختصارًا إلى [Ni (en)3] 2+ .

ملحوظة: من الشائع جدًا لف الأقواس المربعة حول الأيونات المعقدة للتأكيد على أن الشحنة تحمل بواسطة الأيون بأكمله - كما فعلت في الشكل المختصر ، وفي الرسم البياني أدناه.

لقد حذفتهم من الصيغة في العنوان أعلاه لأنهم لم يأتوا بشكل جيد بالخط المائل الذي استخدمته. انها مجرد الخلط بين الاشياء.

يبدو هيكل الأيون كما يلي:

في هذه الحالة ، فإن القطع & quotear & quot هي ذرات النيتروجين في NH2 المجموعات - و & quotbit الذي يتخطى رأسك & quot هو -CH2CH2- مجموعة. إذا كنت سترسم هذا في اختبار ، فمن الواضح أنك تريد رسمه بشكل صحيح - ولكن لأغراض التعلم ، فإن رسم جميع الذرات يجعل الرسم التخطيطي يبدو معقدًا بشكل لا داعي له!

لاحظ أن ترتيب الروابط حول أيون المعدن المركزي هو نفسه تمامًا كما كان مع الأيونات ذات 6 جزيئات ماء متصلة. الفرق الوحيد هو أن كل رابط يستخدم هذه المرة اثنين من المواضع - بزوايا قائمة مع بعضها البعض.

نظرًا لأن النيكل يشكل 6 روابط منسقة ، فإن رقم التنسيق لهذا الأيون هو 6 ، على الرغم من حقيقة أنه مرتبط فقط بـ 3 روابط. يحسب رقم التنسيق عدد الروابط ، وليس عدد الروابط.

هذا هو الأيون المعقد الذي يتكون عن طريق ربط 3 أيونات إيثانديو (أكسالات) بأيون الكروم (III). الشكل مماثل تمامًا لمركب النيكل السابق. الاختلاف الحقيقي الوحيد هو عدد الرسوم. حمل أيون الكروم الأصلي أكثر من 3 شحنة ، وكان كل أيون إيثاندايوت يحمل 2. (3+) + (3 × 2-) = 3-.

يبدو هيكل الأيون كما يلي:

مرة أخرى ، إذا رسمت هذا في امتحان ، فأنت تريد إظهار كل الذرات بشكل صحيح. إذا كنت تريد أن تكون قادرًا على القيام بذلك ، فتدرب على رسمه بحيث يبدو واضحًا ومرتبًا! ارجع إلى الرسم التخطيطي لأيون الإيثانول الموجود أعلى الصفحة لمساعدتك.

رباعي السلالات يجند

يتكون الترابط الرباعي السطور من أربعة أزواج منفردة ، وكلها يمكن أن ترتبط بأيون المعدن المركزي.

مثال على ذلك يحدث في الهيموغلوبين (أمريكي: خضاب الدم).

الجزء الوظيفي من هذا هو أيون الحديد (II) محاط بجزيء معقد يسمى حيم (هيم). هذا نوع من الحلقة المجوفة من ذرات الكربون والهيدروجين ، في وسطها 4 ذرات نيتروجين مع أزواج وحيدة عليها.

Haem هو واحد من مجموعة مركبات مماثلة تسمى البورفيرينات. لديهم جميعًا نفس النوع من نظام الحلقات ، ولكن مع مجموعات مختلفة متصلة بالجزء الخارجي من الحلقة. لن تحتاج إلى معرفة الهيكل الدقيق للهيم في هذا المستوى.

يمكننا تبسيط الهيم مع أيون الحديد المحاصر على النحو التالي:

يمكن أن يشكل كل زوج من الأزواج المنفردة على النيتروجين رابطة منسقة مع أيون الحديد (II) - مما يجعله في مركز الحلقة المعقدة من الذرات.

يشكل الحديد 4 روابط منسقة مع الهيم ، ولكن لا يزال لديه مساحة لتشكيل اثنتين أخريين - واحدة فوق مستوى الحلقة وواحدة أسفل مستوى الحلقة.

البروتين غلوبين يرتبط بأحد هذه المواضع باستخدام زوج وحيد على أحد النيتروجين في أحد أحماضه الأمينية. الشيء المثير للاهتمام هو الموقف الآخر.

بشكل عام ، يحتوي الأيون المركب على رقم تنسيق 6 لأن أيون المعدن المركزي يشكل 6 روابط منسقة.

يمكن بسهولة استبدال جزيء الماء المرتبط بالموضع السفلي في الرسم البياني بجزيء أكسجين (مرة أخرى عبر زوج وحيد على أحد الأكسجين في O2) - وهذه هي الطريقة التي يتم بها حمل الأكسجين حول الدم بواسطة الهيموجلوبين.

عندما يصل الأكسجين إلى حيث يحتاج إليه ، فإنه ينفصل عن الهيموجلوبين الذي يعود إلى الرئتين للحصول على المزيد.

ربما تعلم أن أول أكسيد الكربون سام لأنه يتفاعل مع الهيموجلوبين. يرتبط بنفس الموقع الذي يمكن أن يستخدمه الأكسجين لولا ذلك - لكنه يشكل معقدًا مستقرًا للغاية. لا ينفصل أول أكسيد الكربون مرة أخرى ، وهذا يجعل جزيء الهيموغلوبين عديم الفائدة لأي عملية نقل أخرى للأكسجين.

يحتوي الرابط السداسي السداسي على 6 أزواج وحيدة من الإلكترونات - وكلها يمكن أن تشكل روابط منسقة مع نفس أيون المعدن. أفضل مثال EDTA.

يستخدم EDTA كأيون سالب - EDTA 4-. يوضح الرسم التخطيطي بنية الأيون مع اختيار الذرات المهمة والأزواج الوحيدة.

ملحوظة: يأتي الاختصار EDTA من اسم قديم للحمض الأصلي لهذا - حيث يرتبط كل من الأكسجين سالب الشحنة بذرة هيدروجين. كان هذا يسمى هالثيليندإامينرإتراأحامض الخليك. لا أحد يطلق عليه أي شيء آخر غير EDTA!

يلف أيون EDTA تمامًا أيون معدني باستخدام جميع المواضع الستة التي رأيناها من قبل. رقم التنسيق مرة أخرى هو 6 بسبب الروابط الستة المنسقة التي يتم تشكيلها بواسطة أيون المعدن المركزي. يوضح الرسم البياني أدناه حدوث ذلك مع أيون النحاس (II).

رسم ناتج هذا بوضوح مع إظهار كل الذرات يهزمني تمامًا! هنا نسخة مبسطة. تأكد من أنه يمكنك أن ترى كيف يرتبط هذا بالهيكل الكامل أعلاه.

تأتي الشحنة الإجمالية ، بالطبع ، من 2+ على أيون النحاس الأصلي (II) و 4 على أيون EDTA 4.

أسئلة لاختبار فهمك

إذا كانت هذه هي المجموعة الأولى من الأسئلة التي أجريتها ، فيرجى قراءة الصفحة التمهيدية قبل البدء. ستحتاج إلى استخدام زر "BACK BUTTON" الموجود في متصفحك للعودة إلى هنا بعد ذلك.


نقاش

تعرض الهياكل الذرية لبروتينات عائلة SusD الثلاثة المحددة حتى الآن (BT1043 و SusD و BT3984) طية حلزونية فريدة من نوعها & # x003b1. بالمقارنة ، وحدات ربط الكربوهيدرات (CBMs) المرتبطة بالسيليلاز وهيدرولازات الجليكوزيد الأخرى ، وبروتينات الليكتين تهيمن عليها & # x003b2-sheet (39). الميزة الأكثر حفظًا لعائلة SusD هي وجود أربع وحدات TPR التي تشكل حلزونيًا فائقًا لليد اليمنى على طول جانب واحد من البروتين وتوفر سقالة يتم تعبئة بقية الهيكل الحلزوني & # x003b1. فشلت عمليات بحث BLAST باستخدام تسلسل الأحماض الأمينية SusD و BT3984 و BT1043 في اكتشاف وجود مجال TPR نظرًا لأنها تفتقر جميعها إلى تسلسل الإجماع النموذجي W4-L7-G8-Y11-A20-F24-A27-P32 (31). عادة ما تشارك البروتينات التي تحتوي على وحدات TPR في تفاعلات البروتين والبروتين (31) ، ومن الممكن أن تكون وحدات TPR المحفوظة لعائلة SusD مطلوبة للارتباط مع الأعضاء الآخرين في مجمع البروتين خارج الخلية ، وخاصة SusC ، وهو TonB- متوقع. بورين تعتمد على & # x003b2-برميل وهي سمة مميزة لـ PULs التي تشبه Sus. أظهرت الدراسات السابقة أن كلا من SusC و SusD مطلوبان لربط النشا بسطح الخلية. علاوة على ذلك ، نظرًا لأنه تم العثور عليها لتنقية مشتركة ، فمن المحتمل أنها تشكل أوليغومر وظيفي يتعرف على النشا (19 ، 20). يحتوي الجزء الأكثر تنوعًا من هياكل عائلة SusD على سلسلة من الحلقات و # x003b1-helices التي تقع مقابل الحلزون الفائق TPR (الشكل 1 ب). الأهمية البيولوجية غير معروفة ، ولكن يمكن أن يكون لها آثار على الطريقة التي تتفاعل بها بروتينات عائلة SusD المختلفة مع البروتينات الملحقة الأخرى أو الإنزيمات المحللة للجلوكوز في مجمع محتمل. لاحظ أنه في حين أن عددًا قليلاً من المخلفات من هذه المناطق المتغيرة تمتد على جانب واحد من جيوب ربط الجليكان في هذه البروتينات ، فإن حجم وشكل هذا الموقع محفوظ نسبيًا في جميع الهياكل الثلاثة. في التركيب البلوري لـ SusD المركب بـ & # x003b1-cyclodextrin ، تم لف جزيئين من SusD حول قليل السكاريد ، مما يشير إلى أن الربط الأكثر إحكامًا للجليكان يمكن توسطه من خلال تأثيرات الطموح (17). استنادًا إلى التشابه الهيكلي الوثيق بين BT1043 و BT3984 مع SusD ، من الممكن أن ترتبط هذه البروتينات أيضًا بمثيلاتها الخاصة بـ SusC لإنشاء مواقع ربط متعددة التكافؤ وعالية التقارب لـ mucin glycans.

كل الشجاعة باكتيرويدس تحتوي PULs المعرفة حتى الآن على susC/susD المتماثلات التي توجد عادة في تركيبة مع واحد أو أكثر من الجينات التي تشفر الإنزيمات المحللة للجلوكوز. غالبًا ما ترتبط هذه المجموعات بالجينات التي تشفر عوامل سيجما لوظيفة خارج الهيولى (ECF - & # x003c3) / أزواج العوامل المضادة & # x003c3 ، أنظمة مكونين هجين أو أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار / المنظمين (8 ، 13). تم تحديد BT1043 في البداية على أنها متجانسة SusD بناءً على بحث BLAST تكراري داخل ب. thetaiotaomicron الجينوم ، باستخدام كل نتيجة منخفضة الدرجات كتسلسل استعلام لتحديد المزيد من نظائر SusC / SusD المتباينة. الجينات المدرجة على النحو susD كان على المتماثلين في هذا البحث أيضًا أن يفيوا بمعايير التضمين في زوج الجينات المصب من شخص تم تحديده بشكل مستقل susC متجانسة (8). التوسع المذهل في الجينات المرتبطة بـ susC و susD في جينومات الأمعاء البشرية من المحتمل أن ترجع البكتيريا ، على الأقل جزئيًا ، إلى ازدواج الجينات وأحداث التنويع (8). وبالتالي ، فإن التباين في كل من تسلسل الأحماض الأمينية وخصوصية الركائز لهذه العوامل يمثل على الأرجح حالة تطور متباين حيث ، بمرور الوقت ، تنوعت هذه PULs وتطورت نحو خصائص مختلفة من الجليكان. BT1043 هي واحدة من أكثر متماثلات SusD تنوعًا ، حيث تشترك فقط في هوية التسلسل 6.7 ٪ مع SusD على جميع ذرات C & # x003b1 (بناءً على المحاذاة الهيكلية لمجال TPR) ، تقريبًا ذلك المتوقع لتسلسلين عشوائيين (

5.6 ٪) ، في حين أن معظم المتجانسات الهيكلية تشترك في هوية متسلسلة 8-9 ٪ على الأقل (40). هذا يعني أن SusD و BT1043 (و BT3984) تباعدا مبكرًا جدًا في تطور باكتيرويدس نبض.

لتحديد ذخيرة الجليكانات التي يمكن لـ BT1043 التعرف عليها ، تم فحص البروتين باستخدام مرفق فحص صفيف الجليكان في منشأة Consortium for Functional Glycomics Protein-Glycan Interaction Core (H) في جامعة إيموري. تم فحص BT1043 من خلال الوسم التساهمي للبروتين بعلامة الفلورسنت ، وبشكل غير مباشر باستخدام الأجسام المضادة ذات العلامات الفلورية إلى N-terminal His-tag of BT1043. لم تحدد أي من المحاولتين جليكان مشابه محتمل. ومع ذلك ، لم يكن هذا مفاجئًا تمامًا في ضوء التحليل السابق لربط SusD ligand (17). يهيمن التشكل ثلاثي الأبعاد للسكريات المالتوليغوساكاريد وتفاعلات العمود الفقري الجليكان بدلاً من التفاعلات المحددة مع بقايا الجلوكوز المركبة. أكد قياس المسعرات الحرارية المتساوية أن نظيرًا دائريًا للنشا مثل & # x003b1- و & # x003b2- و & # x003b3-cyclodextrin مرتبط مع تقارب أكبر بحوالي 20 ضعفًا من السكريات الخطية المماثلة الحجم على الرغم من أن الهياكل البلورية اقترحت وضعًا مشابهًا لـ الارتباط مع تغيير ضئيل أو معدوم في عدد تفاعلات الترابط الهيدروجين أو تفاعلات التراص الكارهة للماء. علاوة على ذلك ، اقتربت زوايا & # x003d5 ، & # x003c8 من المالتوتريوز أو المالتوهبتوز المرتبط بـ SusD عن كثب تلك الخاصة بالأميلوز الحلزوني المزدوج ، مما يشير إلى أن SusD تتعرف على التشكل الأصلي لعديد السكاريد. لذلك من الممكن أن يكون التعرف على الجليكان داخل عائلة البروتينات SusD مدفوعًا بالبنية الأصلية لعديد السكاريد التي تفرضها الروابط بين السكريات المركبة وليس فقط الكيمياء الفراغية للسكريات الفردية. إذا كانت هذه هي الحالة ، فإن ارتباط الترابط بـ BT1043 أو BT3984 لن يعتمد فقط على تركيبة السكاريد الأحادي ، ولكن أيضًا على سياق هذه السكريات من حيث ارتباطاتها ببعضها البعض والحجم / الشكل الكلي للجليكان. تشير تجارب قياس المسعرات المتساوية إلى ذلك ن- يرتبط أسيتيل لاكتوزامين بـ BT1043 ضعيفًا مع Kd

12 ملم. تمشيا مع هذه الملاحظة ، فإن BT1042-45 يتم تنظيم المكان

4 أضعاف ردا على ن- أسيتيل لاكتوزامين (13). يوضح هيكل BT1043 المركب مع LacNAc أن جزء GlcNAc يرتكز على تفاعلات الرابطة الهيدروجينية في نهايته المختزلة ، وعن طريق التراص العطري مع السلسلة الجانبية الفينولية لـ Y281. في حين أنه من المحتمل أن يحتوي الترابط المشابه لـ BT1043 على GlcNAc ، إلا أنه من الصعب التنبؤ بروابط الجليكان السابقة والسكريات الأحادية التي تشتمل على قليل السكاريد الكامل الطول منذ mucin ايمكن أن تكون الجليكانات متغيرة تمامًا من حيث الطول والتركيب. بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب إجراء تنبؤات حول الارتباط بالجليكان لأن BT1043 تختلف بشكل ملحوظ عن غيرها من تدابير بناء الثقة أو هياكل الليكتين.

من الممكن تمامًا أن تحدث بعض إعادة الترتيب الهيكلي في الجيب المرتبط بالجليكان عند ارتباط سكاريد قليل السكاريد الأطول بـ BT1043. في بنية SusD مع maltoheptaose ، تخضع حلقتان صغيرتان (البقايا 70-77 و 292-296) لإعادة ترتيب تسمح للرباط بالارتباط ، في حين أن المالتوتريوز ، المرتبط في وضع مماثل مثل ثلاثة من بقايا الجلوكوز في مالتوهبتوز ، لا يتطلب مثل هذا اضطراب بنيوي للربط (17). على الرغم من أن جيوب الربط الخاصة بـ BT1043 و BT3984 لا يبدو أنها تحتوي على حلقة مرنة متشابهة في الموضع ، فمن الممكن أن تحدث بعض إعادة الترتيب لاستيعاب الجليكان الأكبر حجمًا.

يشير عدم وجود تفاعلات بين BT1043 وجالاكتوز LacNAc إلى أن الجالاكتوز ليس السكاريد الأحادي السابق في الترابط المتشابه ، أو أن ارتباط الجليكان مختلف. من الممكن أن & # x003b21،3-link off of GlcNAc ، على عكس الرابط & # x003b21،4 الموجود في LacNAc ، قد يمتد بشكل أفضل إلى موقع ربط الجليكان ويسهل تفاعلات الارتباط بالهيدروجين مع R101 و Y104 و N64 في addition to a potential hydrophobic stacking interaction with Y281 ( Figure 2B ). 㬡,3-linked glycans are quite common in mucin ا-glycan core structures and therefore are a likely possibility in the cognate glycan for BT1043 (34, 37). If the linkage were 㬡,3, or perhaps any other linkage besides 㬡,4, then GalNAc may be a reasonable substitute for GlcNAc as the reducing sugar. In the complex of BT1043 with GlcNAc, the bridging oxygen of the 㬡,4 linkage is within 3.3 Å of the Y281. However, it is not in an ideal orientation for hydrogen bonding, and therefore may or may not play a role in dictating glycan specificity.

The hypothesis that BT1043 binds a mucin glycan containing a GlcNAc moiety is supported by the function of the other genes found in its PUL. In the majority of Sus-like PULs, one or more glycolytic enzymes contain N-terminal lipidation sites similar to that found in SusD and SusG, making it likely that they are also presented on the outer membrane. These enzymes are believed to begin degradation of the target polysaccharide for import into the cell via the associated TonB�pendent porin much as SusG cleaves large starch molecules into maltooligosaccharides. في ال BT1042-45 operon, a component of a larger PUL, BT1044 encodes a predicted CAZy (Carbohydrate-Active enZYmes) glycoside hydrolase family 18 enzyme endo-β-N-acetylglucosaminidase that could cleave adjacent to N-acetyl lactosamine extensions, liberating reducing end N-acetylglucosamine-containing oligosaccharides from glycosylated mucin proteins (13, 41). بطريقة مماثلة، BT1045 encodes a predicted concanavalin A-like lectin/glucanase, that are sometimes found as part of multienzyme mucinase complexes (42). Both BT1044 and BT1045 contained predicted secretion and lipidation signal sequences for tethering to the outermembrane, suggesting that they may assist in processing mucin oligosaccharides prior to import via the SusC homolog, BT1042. وبالمثل ، فإن BT3983-88 PUL, also encodes a predicted endo-β-N-acetylglucosaminidase (BT3987).

The mode of LacNAc binding to BT1043 is quite different from that observed by other LacNAc and/or ا-glycan binding carbohydrate binding modules (CBMs). The crystal structures of the family 32 CBM from Clostridium perfringens N-acetyl-β-hexosaminidase with bound galactose, LacNAc and the type II blood group H-trisaccharide reveal that a series of hydrogen-bonds with the non-reducing end galactose moiety dominate the protein-carbohydrate interface (43). Indeed, recognition of the non-reducing end of galactose was also observed in the crystal structures of the CBM 32 domain from the Micromonospora viridifaciens sialidase (44), and in the CBM 32 domain of the C. بيرفرينجنز NanJ sialidase (45) with bound galactose. The function of these CBMs is likely to bind the non-reducing terminal end of mucin glycans, and thus allowing attachment to glycans covering the surface of the mucin protein, while BT1043 seems to recognize the reducing end N-acetylglucosamine moiety of mucin ا-glycans, suggesting that BT1043 binds free mucin glycans thereby participating more in foraging rather than tissue adhesion.

Mucin glycan foraging by Bacteroides thetaiotaomicron is a significant contributing factor to this species adaptation to, and persistence in, the distal gut (13). Whole genome transcriptional profiling of ب. thetaiotaomicron in the intestines of gnotobiotic mice revealed at least 12 Sus-like PULS that are upregulated 83- to 488-fold under conditions when the bacteria are deprived of dietary polysaccharides and thus turn to host glycans as an alternative carbon source (13). Similarly, these and other PULS are also upregulated to varying degrees during growth on glycan fractions that are enriched for mucin ا-glycans. في B. thetaiotamicron mutant with reduced ability to utilize several of its ا-glycan targeting PULs, including those harboring BT1043 and BT3984, both persistence in the mouse intestines and mother-to-pup transmission is diminished, demonstrating the importance of this nutrient niche في الجسم الحي (13). The bacterium likely devotes multiple PULs towards mucin ا-glycan utilization because of the complexity and structural diversity of glycans in this class. Likewise, the abundance of mucin glycan PULs, with 12 systems highly upregulated في الجسم الحي, supports the necessity of this nutrient source to this species’ survival in the competitive gut environment.


شاهد الفيديو: cyclodextrin (كانون الثاني 2022).