Indolättiksyra struktur, egenskaper, produktion, användningsområden

De indolättiksyra är en organisk förening vars molekylformel är C₈H₆NCH_tvåCOOH. Det är en monokarboxylsyra som har en viktig roll som ett växttillväxthormon, varför det tillhör gruppen fytohormoner som kallas auxiner..

Det är också känt som 3-indolättiksyra och indol-3-ättiksyra. Det är det viktigaste auxinet i växter. Det produceras i dessa i de delar där det finns tillväxt, såsom skott, unga växande löv och reproduktionsorgan.

Förutom växter biosyntesar vissa mikroorganismer det, särskilt de som kallas "tillväxtfrämjande medel". Generellt finns dessa mikrober i rhizosfären eller området intill växternas rötter, vilket gynnar deras tillväxt och förgrening..

Indolättiksyrabiosyntes förekommer på flera sätt, särskilt tryptofan, en aminosyra som finns i växter.

Hos personer med kronisk njursjukdom kan förekomsten av höga nivåer av indolättiksyra orsaka skador på hjärt-kärlsystemet och demens. Olika sätt att använda indolättiksyraproducerande svampar och bakterier studeras för att främja växtgrödor på ett miljövänligt sätt..

Artikelindex

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 fastigheter
  • 3.1 Fysiskt tillstånd
  • 3.2 Molekylvikt
  • 3.3 Smältpunkt
  • 3.4 Löslighet
• 4 Plats i naturen
• 5 Funktion i växter
• 6 Biosyntes
• 7 Närvaro i människokroppen
• 8 Erhåller
• 9 Potentiell användning inom jordbruket
  • 9.1 Med hjälp av svampar
  • 9.2 Med hjälp av genetiskt manipulerade bakterier
  • 9.3 Med föreningar konjugerade med indolättiksyra
• 10 Referenser

Strukturera

Indolättiksyra har en bensenring i sin molekylära struktur och fäst vid denna en pyrrolring i 3-positionen i vilken en -CH-grupp är bunden._två-COOH.

Nomenklatur

- Indolättiksyra

- Indol-3-ättiksyra

- 3-indolättiksyra

- Indolylättiksyra

- Skatole-ω-karboxylsyra

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös till vit fast flingor

Molekylvikt

175,18 g / mol

Smältpunkt

168,5 ºC

Löslighet

Mycket lättlöslig i kallt vatten: 1,5 g / L

Löslig i etylalkohol, aceton och etyleter. Olöslig i kloroform.

Plats i naturen

Indolättiksyra är den viktigaste fytohormon eller auxin från växter, som producerar den främst på platser av växten där det finns tillväxt.

Det vanliga sättet på vilket växter lagrar indolättiksyra är konjugerad eller reversibelt kopplad till vissa aminosyror, peptider och sockerarter.

Den kan transporteras aktivt från cell till cell eller passivt genom att följa flödesaft över långa sträckor.

Förutom dess produktion i växter syntetiserar flera typer av mikroorganismer det också. Bland dessa arter av mikrober är Azospirillum, Alcaligenes, Acinetobacter, Bacill, Bradyrhizobium, Erwinia, Flavobacterium, Pseudomonas Y Rhizobium.

De flesta växtstimulerande bakterier och svampar, inklusive de som bildar symbios med dem, producerar indolättiksyra. Dessa mikroorganismer sägs vara "tillväxtfrämjande medel".

Indolättiksyra biosyntetiseras av växtassocierade bakterier eller svampar i rhizosfären spelar en viktig roll i rotutvecklingen.

Mikrober kräver emellertid inte indolättiksyra för sina fysiologiska processer..

Förklaringen är att när växter växer frisätter de många vattenlösliga föreningar som sockerarter, organiska syror och aminosyror som transporteras till rötterna..

På detta sätt får rhizobakterierna en riklig mängd material som används vid produktion av metaboliter såsom indolättiksyra, som sedan används av växten..

Som kan dras är detta ett exempel på ett partnerskap för ömsesidigt bistånd.

Funktion i växter

Indolättiksyra är involverad i olika aspekter av växttillväxt och utveckling, från embryogenes till blomutveckling.

Det är väsentligt för många processer, såsom groddning av frön, embryotillväxt, rotinitiering och -utveckling, bladbildning och utgjutning, fototropism, geotropism, fruktutveckling etc..

Reglerar cellförlängning och delning, liksom deras differentiering.

Ökar tillväxthastigheten för xylem och rot. Det hjälper till att förbättra rotens längd genom att öka antalet grenar av roten, rothåren och sidorötterna som hjälper till att ta näringsämnen från omgivningen..

Det ackumuleras i rotens basdel och gynnar deras gravitropism eller geotropism, vilket initierar rotens krökning nedåt. Hos vissa arter stimulerar det bildandet av slumpmässiga rötter från stjälkarna eller bladen.

Det ackumuleras på platsen där bladen kommer från och kontrollerar dess placering på växten. Ett högt innehåll av indolättiksyra stimulerar förlängningen i skotten och deras fototropism. Reglerar bladutvidgning och vaskulär differentiering.

Tillsammans med cytokininer stimulerar det proliferationen av celler i kambialzonen. Bidrar till differentiering av kärlvävnader: xylem och phloem. Det påverkar stammens diameter.

Mogna frön släpper ut indolättiksyra som ackumuleras i den del som omger fruktens perikarp. När koncentrationen av indolättiksyra minskar på den platsen alstras frisättningen av frukten.

Biosyntes

Indolättiksyra biosyntetiseras i aktivt delande växtorgan, såsom skott, rotspetsar, meristem, kärlvävnader, unga växande löv, terminala knoppar och reproduktionsorgan..

Det syntetiseras av växter och mikroorganismer genom flera sammanhängande vägar. Det finns vägar som är beroende av tryptofan (en aminosyra som finns i växter) och andra oberoende av den..

En av biosyntesen med utgångspunkt från tryptofan beskrivs nedan..

Tryptofan genom enzymet aminotransferas förlorar en aminogrupp och blir indol-3-pyruvsyra.

Den senare förlorar en karboxyl och indol-3-acetaldehyd bildas tack vare enzymet pyruvat-dekarboxylas.

Slutligen oxideras indol-3-acetaldehyd av enzymet aldehyd-oxidas för erhållande av indol-3-ättiksyra..

Närvaro i människokroppen

Indolättiksyra i människokroppen kommer från metabolismen av tryptofan (aminosyra som finns i olika livsmedel).

Indolättiksyra är förhöjd hos patienter med leversjukdom och hos personer med kronisk njursjukdom..

I fallet med kronisk njursjukdom har höga nivåer av indolättiksyra i blodserum korrelerats med kardiovaskulära händelser och mortalitet, vilket visar sig vara signifikanta prediktorer för dem..

Det uppskattas att det fungerar som en promotor för oxidativ stress, inflammation, ateroskleros och endotel dysfunktion med en prokoagulerande effekt..

Höga nivåer av indolättiksyra i blodserumet hos patienter som får hemodialys har också associerats med nedsatt kognitiv funktion..

Erhållande

Det finns flera sätt att få det i laboratoriet, till exempel från indol eller från glutaminsyra.

Potentiell användning inom jordbruket

Nya strategier studeras som gör det möjligt att använda indolättiksyra för att öka produktiviteten hos grödor med minimal påverkan på den naturliga miljön, och undvika miljöeffekterna av kemiska gödningsmedel och bekämpningsmedel..

Med svamp

Vissa forskare isolerade vissa endofytiska svampar associerade med medicinska växter från torra miljöer.

De fann att dessa svampar gynnar spiring av vildtyp och mutanta frön, och efter vissa analyser drogs slutsatsen att den indolättiksyra som biosyntetiserats av sådana svampar är ansvarig för den positiva effekten..

Detta betyder att tack vare den indolättiksyra som dessa endofytiska svampar producerar kan deras tillämpning generera stora fördelar för grödor som växer i marginaliserade marker..

Genom genetiskt modifierade bakterier

Andra forskare lyckades utveckla en genetisk manipuleringsmekanism som gynnar syntesen av indolättiksyra av en typ av rhizobakterier, detta är normalt inte en främjare av växttillväxt.

Genomförandet av denna mekanism ledde till att dessa bakterier syntetiserade indolättiksyra på ett självreglerat sätt. Och ympningen av dessa rhizobakterier till rötterna av växter av Arabidopsis thaliana förbättrad rottillväxt.

Med föreningar konjugerade med indolättiksyra

Det har varit möjligt att syntetisera en förening konjugerad eller bildad genom förening av indolättiksyra och karbendazim (en fungicid) som, när den ympas i rötterna av baljväxter, uppvisar både svampdödande egenskaper och effekter som främjar växttillväxt och utveckling. Denna förening behöver fortfarande studeras mer djupt.

Referenser

1. Chandra, S. et al. (2018). Optimering av natur ättiksyraproduktion med isolerade bakterier från Stevia rebaudiana rhizosfären och dess effekter på växttillväxt. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 16 (2018) 581-586. Återställd från sciencedirect.com.
2. USA National Library of Medicine. (2019). Indol-3-ättiksyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Rosenberg, E. (2017). Bidrag av mikrober till hälsa för människor, djur och växter. I Det är i ditt DNA. Återställd från sciencedirect.com.
4. Le Bris, M. (2017). Hormoner i tillväxt och utveckling. I referensmodul i biovetenskap. Återställd från sciencedirect.com.
5. Estelle, M. (2001) Växthormoner. I Encyclopedia of Genetics. Återställd från sciencedirect.com.
6. Dou, L. et al. (2015). Den kardiovaskulära effekten av uremisk löst indol-3 ättiksyra. J. Am. Soc. Nephrol. 2015 apr; 26 (4): 876-887. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
7. Khan, A.L. et al. (2017). Endofyter från medicinska växter och deras potential att producera indolättiksyra, förbättra groddar av frö och mildra oxidativ stress. J Zhejiang Univ Sci B. 2017 feb; 18 (2): 125-137. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
8. Koul, V. et al. (2014). Influenssfär av indolättiksyra och kväveoxid i bakterier. J. Basic Microbiol. 2014, 54, 1-11. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
9. Lin, Y.-T. et al. (2019). Indol-3 ättiksyra ökade risken för nedsatt kognitiv funktion hos patienter som fick hemodialys. NeuroToxicology, Volym 73, juli 2019, sidorna 85-91. Återställd från sciencedirect.com.
10. Zuñiga, A. et al. (2018). En konstruerad anordning för produktion av indolättiksyra under kvorumavkännande signaler möjliggör Cupriavidus pinatubonensis JMP134 för att stimulera växttillväxt. ACS syntetisk biologi 2018, 7, 6, 1519-1527. Återställd från pubs.acs.org.
11. Yang, J. et al. (2019). Syntes och bioaktivitet av indolättiksyra-karbendazim och dess effekter på Cylindrocladium parasiticum. Bekämpningsmedelsbiokemi och fysiologi 158 (2019) 128-134. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
12. Aguilar-Piedras, J.J. et al. (2008). Produktion av indol-3-ättiksyra i Azospirillum. Rev Latinoam Microbiol 2008; 50 (1-2): 29-37. Återställd från bashanfoundation.org.