카다 베린은 여러 생리 활성 형태의 자연적으로 발생하는 폴리아민이다. 폴리아민은 양이온 성 특성을 가진 분자로 세포 세포질 전체에 분포하고 세포 성장 및 분화 과정을 조절하는 데 도움이됩니다.
동물에서 세포의 세포질에서 카다 베린 농도의 증가는 일반적으로 세포 성장과 관련이 있습니다. 그러나 때때로 그러한 성장은 조직의 종양 형성으로 인한 것일 수 있습니다.
카다 베린 분자의 그래픽 다이어그램 (출처 : Calvero. Via Wikimedia Commons)
식물에서 카다 베린은 세포 분열과 배아 발생에 필수적인 역할을하는 것으로 나타났습니다. 그것은 식물 세포막이 소유하는 핵산 및 음이온 성분과 직접 상호 작용합니다.
카다 베린은 알라닌과 같은 질소 기가 풍부한 기본 아미노산 중 하나에서 쉽게 합성됩니다. 이 때문에 아미노산이 풍부한 식품은 적절히 보존하지 않으면 카다 베린 형성으로 인해 썩은 냄새가납니다.
오늘날 카다 베린은 직접적인 미생물 발효 또는 전체 세포 생물 반응기를 통해 상업적 관심을 가지고 생산됩니다.
이러한 모든 이유로 카다 베린은 농업 및 의학 분야의 생명 공학 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있으며 현재이 화합물은 다양한 응용 분야로 인해 중요한 산업 화학 물질이되고 있습니다.
구조
카다 베린은 선형 형태로 배열 된 5 개의 탄소 원자 (펜탄)로 구성된 α- 알칸으로 구성된 핵을 가지고 있으며 그 말단 (탄소 1과 5)에는 두 개의 아민 (ω- 디아민)이 있습니다. 그 구조는 헥사 메틸렌 디아민의 구조와 매우 유사하므로 폴리 아미드와 폴리 우레탄의 합성에 사용됩니다.
일반적인 이름 "cadaverina"는 시체를 분해하는 냄새에서 비롯됩니다. 몸을 분해하기 시작하는 박테리아는 다량의 카다 베린을 합성하여 악취를 유발합니다.
카다 베린의 분자식은 C5H14N2이고 화합물의 이름은 1,5- 펜탄 디아민 또는 1,5- 디 아미노펜 탄일 수 있습니다. 물에 녹는 화합물입니다.
카다 베린의 분자량은 102.178g / mol이며 융점은 9 ° C이고 끓는점은 179 ° C입니다. 이 화합물은 62 ° C 이상의 열원이있을 때 가연성입니다.
상업적 형태로 카다 베린은 화합물의 기피 성 및 불쾌한 냄새 특성을 지닌 무색 액체 상태입니다.
이 화합물은 푸 트레 신과 상 동성이지만 푸 트레 신은 4 개의 탄소 원자 (부탄)의 중심 골격을 가지고 있으며 카다 베린처럼 5 개가 아닙니다.
푸 트레 신, 노르 스피 미딘, 스 페르미 딘 및 스 페르 민과 같이 카다 베린과 유사한 구조를 가진 대부분의 화합물은 강한 냄새가 특징이며, 일반적으로 부패하는 고기의 악취 특성으로 인식됩니다.
풍모
박테리아에서
박테리아에서 카다 베린의 주요 기능 중 하나는 세포질의 pH를 조절하는 것입니다. 즉, 산성 스트레스로부터 세포를 보호하고 pH가 감소하고 배지에 많은 양의 L- 라이신이있을 때이를 달성합니다. 카다 베린을 합성 할 수 있습니다.
이 보호 메커니즘은 카다 베린 C라고 불리는 막 단백질의 신호에 의해 활성화됩니다. 이들은 세포 외부의 H + 이온 농도 증가를 감지 할 때 활성화됩니다.
또한 세포가 혐기성 상태 (산소 없음)에있을 때 무기 인 (Pi)의 부재로부터 세포를 보호합니다.
혐기성 박테리아에서 카다 베린은 펩티도 글리 칸과 외막 사이의 결합 역할을하기 때문에 세포벽의 필수 구성 요소입니다. 카다 베린은 또한 세포 외 배지로의 사이드로 포어의 생합성 및 수출에 참여합니다.
식물에서
식물에서 스트레스와 노화의 조절제로서 카다 베린과 그 유도체의 적용이 연구되었습니다. 이것은 신호 시스템에 개입하여 두 요소에 대해 방어 시스템을 활성화합니다.
일부 과학자들은 카다 베린이 DNA의 당 인산염 백본에 결합하여 삼투압 및 식염수 스트레스 하에서 식물 세포에서 높은 농도가 발견 되었기 때문에이를 보호하고 돌연변이 유발제에 대해 더 안정적이라고 제안합니다.
냉동 식물 조직에 카다 베린을 첨가하면 DNA 손상이 감소하고 항산화 효소와 mRNA의 생성이 증가합니다. 병원체에 감염된 세포에서 카다 베린 농도의 증가가 발견되었습니다.
그러나 식물의 면역 반응에서 카다 베린의 정확한 활성에 대해서는 여전히 많은 논란이 있습니다. 일반적으로 카다 베린은 식물의 내부 대사에서 전도체 및 신호 변환기로 간주됩니다.
동물에서
동물에서 카다 베린의 작용 메커니즘에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 그러나 동물 세포에는이 반응에 필요한 효소가 없기 때문에 세포질에서 합성되지 않는 것이 분명합니다.
이 화합물은 다른 경로를 통해 세포 내에서 형성됩니다. 카다 베린의 존재는 성장하는 동물 세포에서 항상 발견되었습니다 (일부 병리로 인해).
합성
거의 모든 유기체에서 카다 베린은 세포 내부의 효소 라이신 탈 탄산 효소의 작용 덕분에 아미노산 L- 알라닌의 직접적인 탈탄 산화에 의해 생성됩니다.
효소 라이신 탈 탄산 효소 (LDC)의 작용에 의한 cadavaerin 합성의 그래픽 체계 (출처 : RicHard-59 Via Wikimedia Commons
식물에서 효소 라이신 탈 탄산 효소는 엽록체 내부에서 발견됩니다. 특히 간질과 씨앗 (묘목)의 싹에서 카다 베린 생산이 증가하는 것으로 나타났습니다.
그러나 종자, 배축, 자엽, 상 배엽, 배축 및 뿌리는 많은 식물 종에서 효소 라이신 탈 탄산 효소의 활성 피크가 가장 높다.
그럼에도 불구하고 라이신 탈 탄산 효소는 일정량의 카다 베린을 생산 한 후 활성의 50 %를 잃기 때문에 직접 효소 촉매 작용에 의한 카다 베린의 실험적 생산에 대한 정보 차이가 있습니다.
산업적 수준에서이 화합물은 n- 부탄올, 2- 부탄올, 2- 옥탄 올 또는 시클로 헥산 올과 같은 유기 용매를 사용하여 달성되는 생물 반응기에서 유지되는 박테리아로부터 분리 및 정제 방법으로 얻습니다.
카다 베린을 얻을 때 좋은 수율을 얻는 또 다른 방법은 크로마토 그래피, 증류 또는 침전으로 상을 분리하는 것입니다. 왜냐하면 세포 발효에서 다른 많은 화합물보다 융점이 낮기 때문입니다.
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