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ácido yodoacético

El ácido yodoacético es un compuesto orgánico con la fórmula química I C H 2 C O 2 H. Es un derivado del ácido acético . Es un compuesto tóxico porque, como muchos haluros de alquilo , es un agente alquilante .

Reacciona con residuos de cisteína en proteínas . A menudo se utiliza para modificar los grupos −SH para evitar la nueva formación de enlaces disulfuro después de la reducción de residuos de cistina a cisteína durante la secuenciación de proteínas .

En 1929, el Dr. Einar Lundsgaard (1899-1968) descubrió que el músculo envenenado in vitro con ácido yodoacético no puede producir lactato ya que se bloquea la glucólisis del glucógeno muscular , lo que provoca que el músculo produzca una contractura eléctricamente silenciosa. [3] [4] [ aclaración necesaria ] Fue recordar este descubrimiento, lo que llevó al Dr. Brian McArdle en 1951, a especular que uno de sus pacientes que tenía contracturas musculares electromiográficamente silenciosas provocadas por actividad aeróbica de alta intensidad y actividad anaeróbica debía Tienen un mecanismo de glucógeno muscular defectuoso. [5]

Inhibidor de peptidasa

El yodoacetato es un inhibidor irreversible de todas las cisteína peptidasas , y el mecanismo de inhibición se produce por la alquilación del residuo catalítico de cisteína (ver esquema). En comparación con su derivado amida, la yodoacetamida , el yodoacetato reacciona sustancialmente más lentamente. Esta observación parece contradictoria con la reactividad química estándar; sin embargo, la presencia de una interacción favorable entre el ion imidazolio positivo de la histidina catalítica y el grupo carboxilo cargado negativamente del ácido yodoacético es la razón del aumento de la actividad de la yodoacetamida. [6]

Mecanismo de inhibición irreversible de cisteína peptidasas con yodoacetato.

Posible terapia contra el cáncer

Varios estudios han demostrado que el yodoacetato tiene efectos antitumorales. En 2002, Fawzia Fahim demostró que "un único tratamiento con IAA en ratones portadores de tumores aumentaba significativamente los niveles de actividad de la lactato deshidrogenasa (LDH) en plasma, mientras que también disminuía significativamente los niveles de glucosa en plasma y proteínas totales, ARN y ADN en el hígado, en comparación con controles normales." [7] En 1975 Melvin S. Rhein, Joyce A. Filppi y Victor S. Moore demostraron que el yodoacetato mejoraba la respuesta inmune de la médula ósea. [8] En 1966, Charles A. Apffel, Barry G. Arnason y John H. Peters mostraron actividad antitumoral del yodoacetato. [9]

Como subproducto de la desinfección

El yoduro es un ion natural que se puede encontrar en muchas fuentes de agua y se oxida fácilmente con los desinfectantes de aguas residuales. Uno de los productos de la oxidación del yoduro es el ácido hipoyodoso o hipoyodito (HOI y OI - respectivamente), que son capaces de reaccionar con materiales orgánicos de fondo para generar subproductos de desinfección yodados (DBP), incluido el ácido yodoacético. En un estudio realizado por Plewa et al., se determinó que el IAA era uno de los más citotóxicos de los estudiados, con una dosis letal media del orden de magnitud de 10 −5 M. Era el más genotóxico de más de 60 DBP estudiados y es el DBP más genotóxico identificado hasta el momento. [10] El ácido yodoacético ha exhibido rasgos que lo indican como un carcinógeno potencial ; sin embargo, no se ha demostrado que sea cancerígeno. [11] La tendencia continúa en la teratogenicidad , con la potencia del ácido yodoacético superando a la de sus análogos bromados y clorados. [12] Su toxicidad se correlaciona con su capacidad como agente alquilante , que modificará los residuos de cisteína en las proteínas. [13] Los ácidos monohaloacéticos son los más tóxicos y su toxicidad aumenta con el tamaño del halógeno. El ácido yodoacético es más tóxico que el ácido bromoacético y mucho más tóxico que el ácido cloroacético . [14]

Referencias

  1. ^ Dippy, JFJ; Hughes, SRC; Rozanski, A. (1959). "Las constantes de disociación de algunos ácidos succínicos simétricamente disustituidos". Revista de la Sociedad Química : 2492–2498. doi :10.1039/jr9590002492.
  2. ^ GHS: GESTIS 510268
  3. ^ Shorr, E.; Barker, SB; Malam, M. (18 de febrero de 1938). "La influencia del ácido yodoacético en el metabolismo respiratorio de los tejidos de mamíferos". Ciencia . 87 (2251): 168-169. Código Bib : 1938 Ciencia.... 87.. 168S. doi : 10.1126/ciencia.87.2251.168. ISSN  0036-8075. PMID  17740354.
  4. ^ Lundsgaard, E., Bioquímica. Z., 217.162 (1930).
  5. ^ Layzer, Robert B. (7 de febrero de 1985). "La enfermedad de McArdle en la década de 1980". Revista de Medicina de Nueva Inglaterra . 312 (6): 370–371. doi :10.1056/NEJM198502073120609. ISSN  0028-4793. PMID  3855500.
  6. ^ Polgar, L. (1979). "Efectos de los isótopos de deuterio sobre la acilación de papaína. Evidencia de la falta de catálisis de bases general y de la interacción del grupo saliente de la enzima". Revista europea de bioquímica . 98 (2): 369–374. doi : 10.1111/j.1432-1033.1979.tb13196.x . PMID  488108.
  7. ^ Fahim, FA; Esmat, AY; Mady, EA; Ibrahim, EK (2003). "Actividades antitumorales del yodoacetato y dimetilsulfóxido contra el crecimiento del carcinoma de Ehrlich sólido en ratones". Investigación biológica . 36 (2): 253–262. doi : 10.4067/S0716-97602003000200015 . PMID  14513720.
  8. ^ Rin, MS; Filppi, JA; Moore, VS (1975). "Efecto del yodoacetato sobre la inmunocompetencia de la médula ósea de ratones AKR" (PDF) . Investigación sobre el cáncer . 35 (6): 1514-1519. PMID  1093673.
  9. ^ Apffel, California; Arnason, BG; Peters, JH (1966). "Inducción de inmunidad tumoral con células tumorales tratadas con yodoacetato". Naturaleza . 209 (5021): 694–696. Código Bib :1966Natur.209..694A. doi :10.1038/209694a0. PMID  5922128. S2CID  4296138.
  10. ^ Plewa, Michael J.; Wagner, Elizabeth D.; Richardson, Susan D.; Thruston, Alfred D. Jr.; Woo, Yin-Tak; McKague, A. Bruce (2004). "Caracterización química y biológica de subproductos de desinfección del agua potable con yodoácidos recientemente descubiertos". Ciencia y tecnología ambientales . 38 (18): 4713–4722. Código Bib : 2004EnST...38.4713P. doi :10.1021/es049971v. PMID  15487777.
  11. ^ Wei, Xiao; Wang, Shu; Zheng, Weiwei; Wang, Xia; Liu, Xiaolin; Jiang, Songhui; Pi, Jingbo; Zheng, Yuxin; Él, Gengsheng; Qu, Weidong (2013). "El ácido yodoacético, subproducto de la desinfección del agua potable, induce la transformación tumorigénica de las células NIH3T3". Ciencia y tecnología ambientales . 47 (11): 5913–5920. Código Bib : 2013EnST...47.5913W. doi :10.1021/es304786b. PMID  23641915.
  12. ^ Richard, Ann M.; Cazador, E. Sidney III (1996). "Relaciones cuantitativas estructura-actividad para la toxicidad del desarrollo de los ácidos haloacéticos en cultivos de embriones completos de mamíferos". Teratología . 53 (6): 352–360. doi :10.1002/(SICI)1096-9926(199606)53:6<352::AID-TERA6>3.0.CO;2-1. PMID  8910981.
  13. ^ "Producto n.º 35603". Termo científico. Productos de biología de proteínas Pierce .
  14. ^ Richardson, Susan D.; Plewa, Michael J.; Wagner, Elizabeth D.; Shoeny, Rita; DeMarini, David M (2007). "Aparición, genotoxicidad y carcinogenicidad de subproductos de desinfección emergentes y regulados en el agua potable: una revisión y una hoja de ruta para la investigación". Investigación de mutaciones . 636 (1–3): 178–242. doi :10.1016/j.mrrev.2007.09.001. PMID  17980649.

Otras lecturas

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