Acid hipocloros

Acidul hipocloros reacționează cu legături nesaturate prezente în lipide , dar nu cu legături saturate , ionul OCl - nu reacționează cu lipidele. Reacția dintre HClO și lipidele nesaturate este o oxidare cu adăugarea de clor pe unul dintre atomii de carbon și adăugarea unei grupări hidroxil pe de altă parte. Compusul rezultat este o clorhidrină. Clorul polar perturbă bistratele lipidice și crește permeabilitatea membranei, această observație a fost observată pe hematocrit. Variațiile permeabilității depind de concentrația de clorhidrină. S-au observat clorhidine pe colesterol , dar această modificare nu afectează permeabilitatea membranei, în plus, se presupune că Cl 2 ar fi la originea prezenței clorhidrinei pe colesterol.

Mecanismul acțiunii dezinfectante a HClO

Când Escherichia coli este expusă la acidul hipocloros, pierde viabilitatea în mai puțin de 100  ms datorită inactivării multor sisteme vitale. Acidul hipocloros are un LD50 declarat de 0,0104 până la 0,156 ppm, la 2,6 ppm provoacă inhibarea completă a creșterii bacteriene în 5 minute. Cu toate acestea, concentrația de HClO necesară pentru obținerea unei proprietăți bactericide este foarte dependentă de concentrația bacteriană inițială.

Inhibarea oxidării glucozei

În 1948, Knox și colegii săi au propus că factorul major în natura bactericidă a soluțiilor de clor ar putea fi inhibarea oxidării glucozei . Ei presupun că agentul activ se difuzează pe membrana citoplasmatică pentru a inactiva enzimele cheie care conțin grupări sulfhidril în calea glicolizei . Acest grup este, de asemenea, primul care observă că soluțiile HOCl inhibă enzimele care conțin grupări sulfhidril. Studiile ulterioare au arătat că la niveluri bactericide, componentele citosolului nu reacționează cu HClO. McFeters și Camper au descoperit că aldolaza , o enzimă despre care se crede că Knox este inactivată, nu este afectată de HOCl in vivo.

S-a demonstrat că HOCl blochează inducerea β-galactozidazei de către lactoză . Captarea substraturilor de co-transport radioactiv marcate cu ATP și protoni este blocată de expunerea la HOCl. Din această observație, el a propus că HOCl blochează absorbția nutrienților prin inactivarea proteinelor de transport.

Pierderea oxidării glucozei este studiată prin studiul pierderii activității respiratorii. Venkobachar și colegii săi au descoperit că dehidrogenaza succinică este inhibată in vitro de HOCl, sugerând că întreruperea lanțului de transport al electronilor ar putea fi cauza inactivării bacteriene. Albrich a descoperit că HOCl distruge citocromii și grupurile de fier-sulf , că absorbția de oxigen dispare în prezența HOCl, iar nucleotidele adeninei sunt absente. A fost propusă ipoteza care leagă oxidarea ireversibilă a citocromilor de către HClO și pierderea activității respiratorii, pentru a valida această ipoteză se efectuează studiul impactului HClO asupra transportului de electroni dependenți de succinat. Rosen a arătat că nivelurile de citocromi oxidați care trebuie reduse în celulele tratate cu HClO sunt normale, dar că celulele nu sunt în măsură să le reducă. Succinat dehidrogenaza este, de asemenea, inhibată de HOCl, determinând oprirea fluxului de electroni către oxigen. Studiile ulterioare au arătat că activitatea ubiquinol oxidazei încetează mai întâi și că citocromii care sunt încă activi reduc chinona rămasă. Citocromii eliberează electroni pe oxigen, explicând de ce citocromii nu pot fi reoxidați, așa cum a observat Rosen. Această ipoteză este în cele din urmă abandonată atunci când Albrich constată că inactivarea celulară precede pierderea activității respiratorii. El a mai arătat că celulele capabile să respire nu se mai pot diviza după expunerea la HOCl.

Îndepărtarea nucleotidelor de adenină

Ipoteza pierderii funcției respiratorii care explică moartea bacteriană la contactul cu HClO fiind respinsă, Albrich propune că moartea bacteriană ar putea fi legată de o disfuncție metabolică cauzată de epuizarea nucleotidelor adeninei. Barrette a studiat cantitatea de ATP disponibilă bacteriilor în contact cu HOCl, el a arătat că celulele expuse la HOCl sunt incapabile să mărească cantitatea de ATP după adăugarea de substanțe nutritive. El concluzionează că celulele expuse și-au pierdut capacitatea de a-și regla stocul de adenină pe baza faptului că absorbția metabolitului este redusă la 45% după expunerea la HOCl și că HOCl provoacă hidroliza ATP intracelulară. De asemenea, s-a confirmat că la concentrațiile bactericide ale HOCl nu sunt afectate componentele citosolice. Prin urmare, se propune ca proteinele de membrană să fie modificate de HClO ducând la o creștere a hidrolizei ATP și că HClO perturbă capacitatea celulelor bacteriene de a extrage AMP din citosol, aceste două elemente provocând o perturbare metabolică semnificativă. O proteină implicată în pierderea capacității de regenerare a ATP este ATP sintaza . O mare parte din această cercetare a respirației confirmă observația că reacțiile bactericide relevante au loc la nivelul membranei celulare.

Inhibarea replicării ADN-ului

Recent, a fost propusă ipoteza că inactivarea bacteriilor de către HOCl este legată de inhibarea replicării ADN-ului . În prezența HClO, se observă că sinteza ADN-ului în bacterii scade brusc, precedând inhibarea sintezei proteinelor care poate explica pierderea viabilității celulare. În timpul replicării genomului bacterian, originea replicării (oriC în E. coli ) se leagă de proteinele legate de membrana celulară. În prezența HClO, afinitatea oriC cu membranele extrase scade, această scădere urmează să fie legată de scăderea viabilității. Un studiu realizat de Rosen a comparat concentrația de HClO și inhibarea replicării ADN a plasmidelor cu diferite origini de replicare. El a menționat că anumite plasmide prezintă o întârziere în inhibarea replicării în comparație cu plasmidele care conțin oriC. Rosen propune că HClO inactivează proteinele de membrană implicate în replicarea ADN și că această inactivare se află la originea efectului bactericid al acidului hipocloros.

Denaturarea și agregarea proteinelor cu HClO

HOCl provoacă modificări post-translaționale ale proteinelor prin oxidarea cisteinelor și metioninelor , este considerat a fi o moleculă care promovează agregarea proteinelor. Hsp33, o moleculă de șaperonă este cunoscută a fi activată de stresul termic oxidativ, protejează bacteriile împotriva efectelor HOCl acționând ca o holdază, previne în mod eficient agregarea proteinelor. Tulpinile de E. coli și Vibrio cholerae lipsite de Hsp33 devin deosebit de sensibile la HOCl.

Hipocloriti

Hipocloritii sunt sărurile acidului hipocloros; hipocloritele comerciale cele mai utilizate sunt hipocloritul de calciu și hipocloritul de sodiu.

Soluțiile de hipoclorit pot fi produse prin electroliza unei soluții apoase de clorură prin procesul clor-alcalin . Clorul gazos este produs la anod, în timp ce hidrogenul se formează la catod. O parte din clorul gazos produs se poate dizolva pentru a forma ioni hipoclorit . Hipocloritii sunt, de asemenea, disproporționarea clorului gazos în soluții alcaline.

Note și referințe

Note

Referințe

1. (în) David R. Lide, Manual de chimie și fizică , CRC,16 iunie 2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  142006679X și 978-1420066791 ) , p.  9-50.
2. calculate în masă moleculară de „  masele atomice ale elementelor 2007  “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
3. (în) PC Unangst , "Hypochlorous Acid" în Enciclopedia reactivilor pentru sinteza organică , New York (L. Paquette), J. Wiley & Sons,2004( DOI  10.1002 / 047084289 ).
4. (în) JE Harrison și J Schultz , „  Studii privind activitatea de clorurare a mieloperoxidazei.  ” , Revista de chimie biologică , vol.  251 n o  5,1976, p.  1371-1374 ( PMID  176150 ).
5. (en) EL Thomas , „  Mieloperoxidază, peroxid de hidrogen, sistem antimicrobian clorură: derivați azot-clor ai componentelor bacteriene în acțiunea bactericidă împotriva Escherichia coli.  ” , Infecție și imunitate , vol.  23, n o  21979, p.  522-531 ( PMID  217834 , PMCID  414195 ).
6. (en) JM Albrich , CA McCarthy și JK Hurst , „  Reactivitatea biologică a acidului hipocloros: implicații pentru mecanismele microbicide ale mieloperoxidazei leucocitelor.  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences , vol.  78, n o  1,nouăsprezece optzeci și unu, p.  210-214 ( PMID  6264434 , PMCID  319021 , DOI  10.1073 / pnas.78.1.210. ).
7. (ro) WA Prütz , „  Interacțiunile acidului hipocloros cu nucleotidele pirimidinice și reacțiile secundare ale pirimidinelor clorurate cu GSH, NADH și alte substraturi.  » , Arhive de biochimie și biofizică , vol.  349, n o  1,1998, p.  183-191 ( PMID  9439597 , DOI  10.1006 / abbi.1997.0440. ).
8. .
9. J Arnhold , OM Panasenko , J Schiller , YuA Vladimirov și K Arnold , „  Acțiunea acidului hipocloros asupra lipozomilor fosfatidilcolinei în dependență de conținutul legăturilor duble. Stoichiometrie și analiză RMN.  ", Chimie și fizica lipidelor , vol.  78, n o  1,1995, p.  55–64 ( PMID  8521532 , DOI  10.1016 / 0009-3084 (95) 02484-Z ).
10. (en) WE Knox , PK Stumpf , DE Green și VH Auerbach , „  Inhibarea enzimelor sulfhidril ca bază a acțiunii bactericide a clorului.  ” , Revista de bacteriologie , vol.  55, nr .  4,1948, p.  451-458 ( PMID  16561477 , PMCID  518466 ).
11. (ro) CC Winterbourn , „  Reactivități comparative ale diferiților compuși biologici cu mieloperoxidază-peroxid de hidrogen-clorură și similaritatea oxidantului cu hipocloritul.  ” , Biochimica și Biophysica Acta , vol.  840, n o  21985, p.  204–210 ( PMID  2986713 , DOI  10.1016 / 0304-4165 (85) 90120-5 ).
12. (en) WC Barrette Jr , DM Hannum , WD Wheeler și JK Hurst , „  Mecanism general pentru toxicitatea bacteriană a acidului hipocloros: abolirea producției de ATP.  ” , Biochimie , vol.  28, nr .  23,1989, p.  9172–9178 ( PMID  2557918 , DOI  10.1021 / bi00449a032 ).
13. (în) J Jacangelo , V Olivieri și K Kawata , „  Oxidarea grupărilor sulfhidril de către monocloramină.  ” , Cercetarea apei , vol.  21, n o  11,1987, p.  1339 ( DOI  10.1016 / 0043-1354 (87) 90007-8 ).
14. (en) SM McKenna și KJ Davies , „  Inhibarea creșterii bacteriene de către acidul hipocloros. Rol posibil în activitatea bactericidă a fagocitelor.  ” , Revista Biochimică , vol.  254, nr .  3,1988, p.  685–692 ( PMID  2848494 , PMCID  1135139 ).
15. (en) SL Hazen , A d'Avignon , MM Anderson , FF Hsu și JW Heinecke , „  Neutrofilele umane folosesc sistemul mieloperoxidază-peroxid de hidrogen-clorură pentru a oxida alfa-aminoacizii într-o familie de aldehide reactive. Studii mecaniciste care identifică intermediari labili de-a lungul căii de reacție.  ” , Revista de chimie biologică , vol.  273, nr .  9,1998( PMID  9478947 , DOI  10.1074 / jbc.273.9.4997 ).
16. (ro) WA Prütz , „  Interacțiuni ale acidului hipocloros cu tioli, nucleotide, ADN și alte substraturi biologice  ” , Arhive de biochimie și biofizică , vol.  332, n o  1,1996, p.  110–120 ( PMID  8806715 , DOI  10.1006 / abbi.1996.0322 ).
17. (ro) RM Rakita , BR Michel și H Rosen , „  Inactivarea diferențială a membranei Escherichia coli dehidrogenaze de către un sistem antimicrobian mediat de mieloperoxidază.  ” , Biochimie , vol.  29, nr .  4,1990, p.  1075–1080 ( PMID  1692736 , DOI  10.1021 / bi00456a033 ).
18. (în) RM Rakita , BR Michel și H Rosen , „  Inhibarea mediată de mieloperoxidază a respirației microbiene: deteriorarea Escherichia coli ubiquinol oxidaza.  ” , Biochimie , vol.  28, nr .  7,1989, p.  3031–6 ( PMID  2545243 , DOI  10.1021 / bi00433a044 ).
19. (în) H Rosen și SJ Klebanoff , „  Oxidarea centrelor microbiene fier-sulf de către sistemul antimicrobian mieloperoxidază-H2O2-halogenură.  ” , Infecție și imunitate , vol.  47, n o  3,1985, p.  613–618 ( PMID  2982737 , PMCID  261335 ).
20. (ro) H Rosen , RM Rakita , AM Waltersdorph și SJ Klebanoff , „  Daune mediată de mieloperoxidază la sistemul succinat oxidazic al Escherichia coli. Dovezi pentru inactivarea selectivă a componentei dehidrogenazei.  ” , Revista de chimie biologică , vol.  262, nr .  31,1987, p.  15004–15010 ( PMID  2822709 ).
21. JA Chesney , JW Eaton și JR Mahoney Jr , „  Glutationul bacterian: o apărare sacrificială împotriva compușilor cu clor  ”, Journal of bacteriology , vol.  178, nr .  7,1996, p.  2131–2135 ( PMID  8606194 , PMCID  177915 ).
22. (în) JC Morris , „  Constanta de ionizare acidă a HClO de la 5 la 35 °  ” , Journal of Physical Chemistry , Vol.  70, n o  12,1966, p.  3798–3805 ( DOI  10.1021 / j100884a007 ).
23. (en) GA McFeters și AK Camper , „  Enumerarea bacteriilor indicator expuse la clor  ” , Progrese în microbiologie aplicată , vol.  29,1983, p.  177–193 ( ISBN  978-0-12-002629-6 , PMID  6650262 , DOI  10.1016 / S0065-2164 (08) 70357-5 ).
24. (ro) WC Barrette Jr , JM Albrich și JK Hurst , „  Pierderea de energie metabolică a acidului hipocloros în Escherichia coli  ” , Infecție și imunitate , vol.  55, n o  10,1987, p.  2518–2525 ( PMID  2820883 , PMCID  260739 ).
25. AK Camper și GA McFeters , „  Vătămarea clorului și enumerarea bacteriilor coliforme pe bază de apă.  », Microbiologie aplicată și de mediu , vol.  37, n o  3,1979, p.  633–641 ( PMID  378130 , PMCID  243267 ).
26. (ro) C Venkobachar , L Iyengar și A Prabhakararao , „  Mecanismul dezinfectării.  ” , Cercetarea apei , vol.  9, n o  1,1975, p.  119-124 ( DOI  10.1016 / 0043-1354 (75) 90160-8 ).
27. (în) JK Hurst , WC Barrette Jr , BR Michel și H Rosen , „  Oxidarea catalizată a acidului hipocloros și a mieloperoxidazei grupurilor de fier-sulf din dehidrogenazele respiratorii bacteriene.  » , Revista europeană de biochimie / FEBS , vol.  202, n o  3,1991, p.  1275–1282 ( PMID  1662610 , DOI  10.1111 / j.1432-1033.1991.tb16500.x ).
28. (ro) H Rosen , J Orman , RM Rakita , BR Michel și DR Vandevanter , „  Pierderea interacțiunilor ADN-membrană și încetarea sintezei ADN în Escherichia coli tratată cu mieloperoxidază.  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , vol.  87, nr .  24,1990, p.  10048–10052 ( PMID  2175901 , PMCID  55312 , DOI  10.1073 / pnas.87.24.10048 ).
29. (ro) H Rosen , BR Michel , DR Vandevanter și JP Hughes , „  Efectele diferențiale ale oxidanților derivați de mieloperoxidază sunt replicarea ADN-ului Escherichia coli.  ” , Infecție și imunitate , vol.  66, nr .  6,1998, p.  2655–2659 ( PMID  9596730 , PMCID  108252 ).
30. (în) J Winter , M Ilbert , PCF Graf , D Özcelik și U Jakob , „  Bleach Activates a Redox-Regulated by Oxidative Chaperone Protein Unfolding.  ” , Cell , vol.  135, nr .  4,2008, p.  691–701 ( PMID  19013278 , PMCID  2606091 , DOI  10.1016 / j.cell.2008.09.024 ).

• (fr) Acest articol provine parțial sau în totalitate din articolul din Wikipedia în limba engleză intitulat „  Hypochlorous acid  ” (a se vedea lista autorilor ) .

Vezi și tu

Bibliografie

Articole similare

• Clor
• Clorurare (chimie)
• Ecologizare
• Albire
• Clororezistență
• Lista acizilor

linkuri externe