Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

Что делать, если в ЖЖ кто-то неправ?

Среда, 26 Ноябрь, 19:11, superhimik.livejournal.com

   Лично я ничего не делаю. Но если только это не касается одной сферы, в которой я более менее разбираюсь, - химии. Итогом могут быть интересные сра посты.
   Итак, есть один блогер, который загадывает себе и ЖЖ-сообществу секреты полишинеля загадки. Это shkrobius – физхимик (правда, я в этом сегодня сильно усомнился), я иногда натыкаюсь на перепосты его сообщений. Как я заметил, мы с ним похожи, потому что он тоже любит рассуждать на биологические темы.
   По своему опыту могу сказать, что рассуждать на непонятные тебе самому темы очень интересно, потому что ты не знаешь границ своей компетентности. И хотя я считаю, что каждый волен заблуждаться и вводиться в заблуждение, со стороны это может выглядеть смешно. Но когда смешно мне одному, то это не очень интересно, хочу, чтобы и вы посмеялись.
   
   Рассуждая о происхождении тиреоидных гормонов (разбору этого полёта, видимо, мне придётся посвятить отдельный пост) shkrobius на ходу сочиняет рассматривает механизм реакции иодирования остатков тирозина тиреоглобулина тиреопероксидазой – ферментом щитовидной железы, который вводит в тиреоглобулин иод. Тирозин – это аминокислота, а тиреоглобулин – это белок, в котором в большом количестве присутствуют эти остатки. После иодирования и сочетания тиреоглобулин, если надо, гидролизуется, в результате чего высвобождаются гормоны тироксин и трииодтиронин, которые идут в кровь, разносятся по тканям и клеткам и выполняют свою функцию, регулируя обмен. В википедии есть красивая картинка, но там одна фактическая ошибка, обсуждению которой, собственно, и будет посвящено моё сообщение.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/%D0%91%D0%B8%D0% BE%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B7_%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2.jpg?uselang=ru

   Итак, в комментариях shkrobius утверждает, что иодирование остатков тирозина протекает по механизму радикального замещения с участием радикалов йода. Далее именно это предположение, образование радикалов йода, и будет обсуждаться и будет подразумеваться под «радикальным механизмом»; всё то, что происходит до иодирования остатков тирозина и после нас интересовать не будет. Радикальное – от слова «радикал». Радикал - это частица, которая содержит неспаренные электроны, в данном случае радикал йода - это атом йода с 1 неспаренным электроном. Не знаю, откуда у shkrobius'a такие глубокие познания в области физической органической химии (уж не во время ли изучения химических источников тока он их получал?), но меня такое предположение по многим причинам не устроило. И вот почему.
   Как правило, свободные радикалы – высокореакционноспособные частицы, которые без большого разбору реагируют со всем, что движется. Природа старается не вырабатывать такие частицы без особой надобности, чтобы не нарушался гомеостаз, а попросту говоря, чтобы не произошло разрушения клеток и тканей. Примером такого разрушительного воздействия является перекисное окисление липидов, протекающее при воспалении и других патологических состояниях.
   Во-вторых, в силу своей высокой реакционной способности, реакции с участием радикалов не отличаются высокой селективностью, т.е. радикалы без разбору атакуют различные части молекулы. Если бы иодирование тирозиновых остатков тиреоглобулина проходило бы по радикальному механизму (т.е. с участием радикалов йода), то атомы йода вводились бы с примерно одинаковой вероятностью во все свободные части ароматического кольца. Но этого не происходит - иодированию подвергаются ЛИШЬ орто-положения (т.е. соседние) по отношению к гидроксильной группе.

Красными стрелками отмечены орто-положения, зелёными стрелками - положения, в которые при радикальном протекании реакции также вводились бы атомы йода.

   Такое может происходит только по одной причине – эти орто-положения «намазаны мёдом», т.е. содержащая йод частица по какой-то причине «специально» их выбирает. А вот тут мы имеем противоречие с исходным утверждением о том, что содержащая йод частица – радикал, так как радикалы не очень-то разборчивы.
   Тем не менее, несмотря на внутреннюю логичность, мои рассуждения не могут служить доказательством безусловной правоты. Дело в том, радикалы йода сравнительно малореакционноспособы и потому могут проявить некоторую избирательность (и тут shkrobius прав – это единственное, в чём он прав в своём механистическом пассаже). Но да будет вам известно, и сам свободный йод в реакциях электрофильного замещения (и присоединения) весьма мало активен, а потому высокоизбирателен (а shkrobius утверждает противоположное). Так, например, к алкенам он присоединяется весьма неохотно, а йодароматические соединения, как правило, получают косвенным способом, т.е. в реакциях, в которых молекулярный йод участия не принимает. Не задумывались, почему в школе при изучении свойств алкенов рассказывают об обесцвечивании ими бромной воды, а не йодной, хотя последнюю получать по соображениям безопасности гораздо проще? Именно потому, что йод к ним присоединяется очень медленно и нехотя!
   У меня была другая, стандартная гипотеза о том, что образование иодтирозина происходит по классической реакции электрофильного присоединения, в которой, как известно, промежуточной частицей является катион, в данном случае логично предположить образование катиона I+. Видимо, shkrobius питает презрение к чужим измышлениям, иначе бы он погуглил, нашёл бы статьи по изучению механизма иодирования тирозина. А так это пришлось сделать мне. И вот что я обнаружил.
   Существует сравнительно простой способ проверки того, происходит ли реакция по механизму с участием радикалов или нет. Для этого используют так называемую ловушку – вещество, которое легко и быстро реагирует с радикалом с образованием неактивного соединения. Если реакция протекает по радикальному механизму, то введение ловушки её останавливает – свободные радикалы быстро связываются. Эффект такой ловушки, нитрозобензола, в реакции образования иодтирозина изучали и обнаружили, что никакого влияния он на эту реакцию не оказывает, что означает, что по радикальному механизму она не протекает, т.е. ни радикалов йода, ни радикалов из остатков тирозина в ней на стадии иодирования не образуется.

   В-четвёртых, ещё в мохнатом 1972 было известно, что окисление иодид-иона, в результате которого и получается промежуточная частица, происходит в результате 2-электронного переноса, в то время как образование радикала йода требовало бы 1-электронного переноса.

H. Brian Dunford, Adejare J. Adeniran//Biochemistry and Cell Biology. 1988, vol. 66, p. 967-978.

   Но мне стало очень интересно, так какая же промежуточная частица атакует остатки иодтирозина, и я стал копать дальше.
   Оказалось, что всё непросто. В реакциях с родственными тиреопероксидазе ферментами, которые присоединяют к молекуле атомы хлора, действительно постулируется образование частицы, похожей (замечу, что сказать «похожий» в химии – это не тоже самое, что сказать «сёстры похожи») на ту, которую предположил я, – Cl+. Однако сейчас почти не подвергается сомнению тот факт, что промежуточной иодсодержащей частицей, непосредственно присоединяющей йод к тирозиновым остаткам тиреоглолбулина является, внимание, гипоиодид-ион, т.е. JO-, связанный с активным центром фермента.

Механизм иодирования остатков тирозина. Источник: A. Taurog et al.// Archives of Biochemistry and Biophysics. 1996, vol. 330, p. 24-32.

   Всё это makes a lot of chemical sense. ;-).
   Чмоке!
   P.S. Прошу прощения за орфографию.

Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)