Indoleddiksyrestruktur, egenskaper, produksjon, bruksområder

1655
Anthony Golden
Indoleddiksyrestruktur, egenskaper, produksjon, bruksområder

De indoleddiksyre er en organisk forbindelse hvis molekylformel er C8H6NCHtoCOOH. Det er en monokarboksylsyre som har en viktig rolle som planteveksthormon, og det er derfor den tilhører gruppen av fytohormoner som kalles auxiner..

Det er også kjent som 3-indoleddiksyre og indol-3-eddiksyre. Det er den viktigste auxin i planter. Den produseres i disse i delene der det er vekst, som skudd, unge voksende blader og reproduktive organer.

Indoleddiksyre er tilstede i voksende skudd. Forfatter: Julio César García. Kilde: Pixabay.

I tillegg til planter biosyntetiserer noen mikroorganismer det, spesielt de som kalles "vekstfremmere." Vanligvis finnes disse mikrober i rhizosfæren eller området ved siden av plantens røtter, noe som favoriserer deres vekst og forgrening..

Indoleddiksyrebiosyntese forekommer på flere måter, spesielt tryptofan, en aminosyre som er tilstede i planter.

Hos personer med kronisk nyresykdom kan tilstedeværelsen av høye nivåer av indoleddiksyre forårsake skade på kardiovaskulærsystemet og demens. Forskjellige måter å bruke indoleddiksyreproduserende sopp og bakterier på blir studert for å fremme plantevekster på en miljøvennlig måte..

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 eiendommer
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvekt
    • 3.3 Smeltepunkt
    • 3.4 Løselighet
  • 4 Plassering i naturen
  • 5 Funksjon i planter
  • 6 Biosyntese
  • 7 Tilstedeværelse i menneskekroppen
  • 8 Motta
  • 9 Potensiell bruk i landbruket
    • 9.1 Ved hjelp av sopp
    • 9.2 Ved hjelp av genetisk manipulerte bakterier
    • 9.3 Av forbindelser konjugert med indoleddiksyre
  • 10 Referanser

Struktur

Indoleddiksyre har en benzenring i sin molekylære struktur og festet til denne en pyrrolring i 3-posisjonen der en -CH-gruppe er festet.to-COOH.

Struktur av 3-indoleddiksyre-molekylet. Ingen maskinlesbar forfatter oppgitt. Ayacop antok (basert på krav om opphavsrett). [Offentlig domene]. Kilde: Wikipedia Commons.

Nomenklatur

- Indoleddiksyre

- Indol-3-eddiksyre

- 3-indoleddiksyre

- Indolyleddiksyre

- Skatole-ω-karboksylsyre

Eiendommer

Fysisk tilstand

Fargeløs til hvit fast flak

Molekylær vekt

175,18 g / mol

Smeltepunkt

168,5 ºC

Løselighet

Veldig lett løselig i kaldt vann: 1,5 g / L

Løselig i etylalkohol, aceton og etyleter. Uoppløselig i kloroform.

Beliggenhet i naturen

Indoleddiksyre er det viktigste fytohormon eller auxin av planter, som produserer det hovedsakelig på steder av planten der det er vekst.

Spiring av et frø, en prosess der indoleddiksyre griper inn. Forfatter: Markéta Machová. Kilde: Pixabay.

Den vanlige måten planter lagrer indoleddiksyre på er konjugert eller reversibelt knyttet til noen aminosyrer, peptider og sukker.

Den kan transporteres aktivt fra celle til celle eller passivt ved å følge fløtesaft over lange avstander.

I tillegg til produksjonen i planter, syntetiserer det også flere typer mikroorganismer. Blant disse artene av mikrober er Azospirillum, Alcaligenes, Acinetobacter, Bacillus, Bradyrhizobium, Erwinia, Flavobacterium, Pseudomonas Y Rhizobium.

De fleste plantestimulerende bakterier og sopp, inkludert de som danner symbiose med dem, produserer indoleddiksyre. Disse mikroorganismer sies å være "vekstfremmere".

Indoleddiksyre biosyntetisert av planteassosierte bakterier eller sopp i rhizosfæren spiller en viktig rolle i rotutviklingen.

Forgrenede røtter av en plante. Indoleddiksyre produsert av bakterier og sopp som er tilstede i området ved siden av dem eller rhizosfæren griper inn i dens utvikling. Rasbak på nederlandske Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Imidlertid krever mikrober ikke indoleddiksyre for sine fysiologiske prosesser..

Forklaringen er at når planter vokser, frigjør de mange vannløselige forbindelser som sukker, organiske syrer og aminosyrer som transporteres til røttene..

På denne måten får rhizobakteriene en rikelig tilførsel av materiale som brukes i produksjonen av metabolitter som indoleddiksyre, som deretter brukes av planten..

Som det kan trekkes ut, er dette et eksempel på et partnerskap for gjensidig hjelp.

Funksjon i planter

Indoleddiksyre er involvert i ulike aspekter av plantevekst og utvikling, fra embryogenese til blomsterutvikling.

Det er viktig for mange prosesser, for eksempel spiring av frø, embryovekst, rotinitiering og -utvikling, bladdannelse og kasting, fototropisme, geotropisme, fruktutvikling, etc..

Blomst i utvikling, en prosess der indoleddiksyre griper inn. Forfatter: Bruno Glätsch. Kilde: Pixabay.

Regulerer celleforlengelse og divisjon, samt deres differensiering.

Øker hastigheten på xylem og rotvekst. Det hjelper til med å forbedre lengden på roten ved å øke antallet grener av roten, rothårene og laterale røtter som hjelper til med å ta næringsstoffer fra omgivelsene..

Det akkumuleres i den basale delen av roten som favoriserer gravitropisme eller geotropisme, og initierer dermed krumningen av roten nedover. Hos noen arter stimulerer det dannelsen av tilfeldige røtter fra stilkene eller bladene.

Den akkumuleres på stedet der bladene vil stamme, og kontrollerer plasseringen på planten. Et høyt innhold av indoleddiksyre stimulerer forlengelsen i skuddene og deres fototropisme. Regulerer bladutvidelse og vaskulær differensiering.

Nye blader i vekst, prosess kontrollert av indoleddiksyre. Kilde: Pixabay.

Sammen med cytokininer stimulerer det spredning av celler i kambiasonen. Bidrar til differensiering av vaskulært vev: xylem og phloem. Det påvirker stammenes diameter.

Modne frø frigjør indoleddiksyre som akkumuleres i den delen som omgir fruktens perikarp. Når konsentrasjonen av indoleddiksyre synker på det stedet, genereres løsningen av frukten.

Biosyntese

Indoleddiksyre biosyntetiseres i aktivt å dele planteorganer, for eksempel skudd, rotspisser, meristem, vaskulært vev, unge voksende blader, terminale knopper og reproduktive organer..

Det syntetiseres av planter og mikroorganismer gjennom flere sammenhengende veier. Det er baner avhengig av tryptofan (en aminosyre som er tilstede i planter) og andre uavhengig av den..

En av biosyntese startende fra tryptofan er beskrevet nedenfor..

Tryptofan gjennom enzymet aminotransferase mister en aminogruppe og blir indol-3-pyruvinsyre.

Sistnevnte mister karboksyl og indol-3-acetaldehyd dannes takket være enzymet pyruvat-dekarboksylase.

Til slutt oksyderes indol-3-acetaldehyd av enzymet aldehyd-oksidase for å oppnå indol-3-eddiksyre..

En av formene for biosyntese av indoleddiksyre av rhizobakterier. Forfatter: Marilú Stea.

Tilstedeværelse i menneskekroppen

Indoleddiksyre i menneskekroppen kommer fra metabolismen av tryptofan (aminosyre i forskjellige matvarer).

Indoleddiksyre er forhøyet hos pasienter med leversykdom og hos personer med kronisk nyresykdom..

I tilfelle kronisk nyresykdom har høye nivåer av indoleddiksyre i blodserum blitt korrelert med kardiovaskulære hendelser og dødelighet, noe som viser seg å være signifikante prediktorer for dem..

Det anslås at det fungerer som en promotor for oksidativt stress, betennelse, aterosklerose og endotel dysfunksjon med en prokoagulerende effekt..

Høye nivåer av indoleddiksyre i blodserumet til pasienter som får hemodialyse har også vært assosiert med nedsatt kognitiv funksjon..

Å skaffe

Det er flere måter å få tak i i laboratoriet, for eksempel fra indol eller fra glutaminsyre.

Potensiell bruk i landbruket

Nye strategier blir studert som tillater bruk av indoleddiksyre for å øke produktiviteten til avlinger med minimal innvirkning på det naturlige miljøet, og unngå miljøeffektene av kjemisk gjødsel og plantevernmidler..

Ved hjelp av sopp

Enkelte forskere isolerte endofytiske sopp assosiert med medisinske planter fra tørre omgivelser.

De fant at disse soppene favoriserer spiring av villtype- og mutantfrø, og etter visse analyser ble det utledet at indoleddiksyre som er biosyntetisert av slike sopper, er ansvarlig for den gunstige effekten..

Dette betyr at takket være indoleddiksyre som disse endofytiske soppene produserer, kan deres anvendelse generere store fordeler for avlinger som vokser på marginaliserte land..

Gjennom genetisk manipulerte bakterier

Andre forskere klarte å utvikle en genetisk manipulasjonsmekanisme som favoriserer syntesen av indoleddiksyre av en type rhizobakterier, dette er normalt ikke en promotor for plantevekst.

Implementeringen av denne mekanismen førte til at disse bakteriene syntetiserte indoleddiksyre på en selvregulert måte. Og vaksinering av disse rhizobakteriene til røttene til planter av Arabidopsis thaliana forbedret rotvekst.

Ved forbindelser konjugert med indoleddiksyre

Det har vært mulig å syntetisere en forbindelse konjugert eller dannet ved forening av indoleddiksyre og karbendazim (et soppdrepende middel) som, når det inokuleres i røttene til belgfrukter, har både soppdrepende egenskaper og effekter som fremmer plantevekst og utvikling. Denne forbindelsen må fortsatt studeres i større dybde.

Referanser

  1. Chandra, S. et al. (2018). Optimalisering av naturen eddiksyreproduksjon av isolerte bakterier fra Stevia rebaudiana rhizosfæren og dens effekter på plantevekst. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 16 (2018) 581-586. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  2. OSS. National Library of Medicine. (2019). Indol-3-eddiksyre. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Rosenberg, E. (2017). Bidrag fra mikrober til helsen til mennesker, dyr og planter. I Det er i DNA-et ditt. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  4. Le Bris, M. (2017). Hormoner i vekst og utvikling. I referansemodul i biovitenskap. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  5. Estelle, M. (2001) Plantehormoner. I Encyclopedia of Genetics. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  6. Dou, L. et al. (2015). Den kardiovaskulære effekten av uremisk oppløst indol-3 eddiksyre. J. Am. Soc. Nephrol. 2015 apr; 26 (4): 876-887. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Khan, A.L. et al. (2017). Endofytter fra medisinske planter og deres potensial for å produsere indoleddiksyre, forbedre spiring av frø og redusere oksidativt stress. J Zhejiang Univ Sci B. 2017 feb; 18 (2): 125-137. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  8. Koul, V. et al. (2014). Innflytelsessfære av indoleddiksyre og nitrogenoksid i bakterier. J. Basic Microbiol. 2014, 54, 1-11. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  9. Lin, Y.-T. et al. (2019). Indol-3 eddiksyre økte risikoen for nedsatt kognitiv funksjon hos pasienter som fikk hemodialyse. NeuroToxicology, bind 73, juli 2019, side 85-91. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  10. Zuñiga, A. et al. (2018). En konstruert innretning for produksjon av indoleddiksyre under kvoresenseringssignaler muliggjør Cupriavidus pinatubonensis JMP134 for å stimulere plantevekst. ACS syntetisk biologi 2018, 7, 6, 1519-1527. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
  11. Yang, J. et al. (2019). Syntese og bioaktivitet av indoleddiksyre-karbendazim og dens effekter på Cylindrocladium parasiticum. Pesticidbiokjemi og fysiologi 158 (2019) 128-134. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  12. Aguilar-Piedras, J.J. et al. (2008). Produksjon av indol-3-eddiksyre i Azospirillum. Rev Latinoam Microbiol 2008; 50 (1-2): 29-37. Gjenopprettet fra bashanfoundation.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.