La sulfatación es la reacción química que implica la adición de un grupo SO3 . En principio, muchas sulfataciones implicarían reacciones de trióxido de azufre (SO3 ) . En la práctica, la mayoría de las sulfataciones se efectúan de forma menos directa. Independientemente del mecanismo, la instalación de un grupo similar al sulfato en un sustrato conduce a cambios sustanciales.
La sulfatación es un proceso que se utiliza para eliminar el "azufre" de la combustión de combustibles fósiles. El objetivo es minimizar la contaminación por los gases quemados. La combustión de combustibles que contienen azufre libera dióxido de azufre , que, en la atmósfera, se oxida al equivalente del ácido sulfúrico , que es corrosivo. Para minimizar el problema, la combustión a menudo se lleva a cabo en presencia de óxido de calcio o carbonato de calcio, que, directa o indirectamente, unen el dióxido de azufre y algo de oxígeno para dar sulfito de calcio . [1] La reacción neta es:
o la reacción neta es la sulfatación, la adición de SO 3 :
En el escenario idealizado, el sulfato de calcio (yeso) se utiliza como material de construcción o, menos deseablemente, se deposita en un vertedero.
La sulfatación se utiliza ampliamente en la producción de productos de consumo como detergentes, champús y cosméticos. Dado que el grupo sulfato es altamente polar, su conjugación con una "cola" lipofílica le otorga propiedades similares a las de los surfactantes. Los sulfatos más conocidos son el lauril sulfato de sodio y el lauril éter sulfato de sodio . [2]
Los alquilsulfatos se producen a partir de alcoholes por reacción con ácido clorosulfúrico : [3]
Alternativamente, los alcoholes pueden sulfatarse para formar semiésteres de sulfato utilizando trióxido de azufre . La reacción se lleva a cabo mediante la formación inicial del pirosulfato :
De esta manera se producen anualmente varios millones de toneladas de sulfatos de ácidos grasos. El ejemplo más común es el dodecilsulfato de sodio (SDS), derivado del alcohol laurílico . [4]
En biología, la sulfatación es típicamente efectuada por sulfotransferasas , que catalizan la transferencia del equivalente de trióxido de azufre a alcoholes y fenoles sustrato, convirtiendo estos últimos en ésteres de sulfato. [5] [6] La fuente del grupo SO 3 es usualmente 3'-fosfoadenosina-5'-fosfosulfato (PAPS). Cuando el sustrato es una amina, el resultado es un sulfamato . La sulfatación es una de las principales vías para la modificación postraduccional de proteínas. [7]
La sulfatación está involucrada en una variedad de procesos biológicos, incluyendo la desintoxicación, regulación hormonal, reconocimiento molecular, señalización celular y entrada viral en las células. [6] Es una de las reacciones en el metabolismo de fármacos de fase II , frecuentemente efectiva para hacer que un xenobiótico sea menos activo desde un punto de vista farmacológico y toxicológico , pero a veces juega un papel en la activación de xenobióticos (por ejemplo, aminas aromáticas , hidrocarburos aromáticos policíclicos sustituidos con metilo ). El sulfato es parte de los sulfolípidos , como las sulfátidas , que constituyen el 20% de los galactolípidos en la mielina . Otro ejemplo de sulfatación biológica es la síntesis de glicosaminoglicanos sulfonados , como la heparina , el heparán sulfato , el condroitín sulfato y el dermatán sulfato . La sulfatación también es una posible modificación postraduccional de las proteínas.
La sulfatación de la tirosina es una modificación postraduccional en la que un residuo de tirosina de una proteína es sulfatado por una tirosilproteína sulfotransferasa (TPST), típicamente en el aparato de Golgi . Las proteínas secretadas y las partes extracelulares de las proteínas de membrana que pasan a través del aparato de Golgi pueden ser sulfatadas. La sulfatación ocurre en animales y plantas, pero no en procariotas o levaduras. Los sitios de sulfatación son residuos de tirosina expuestos en la superficie de la proteína, típicamente rodeados por residuos ácidos. La función de la sulfatación sigue siendo incierta. [7]
Hay evidencia muy limitada que sugiere que los genes TPST están sujetos a regulación transcripcional y que el O -sulfato de tirosina es muy estable y no puede degradarse fácilmente por las sulfatasas de mamíferos. La O -sulfatación de la tirosina es un proceso irreversible in vivo . Un anticuerpo llamado PSG2 muestra alta sensibilidad y especificidad para epítopos que contienen sulfotirosina independientemente del contexto de la secuencia. Se están desarrollando nuevas herramientas para estudiar los TPST, utilizando péptidos sintéticos y análisis de moléculas pequeñas. [8]
Muchas algas comestibles están compuestas de polisacáridos altamente sulfatados. [9] La evolución de varias sulfotransferasas parece haber facilitado la adaptación de los ancestros terrestres de las praderas marinas a un nuevo hábitat marino. [10] [11]