Моделювання структури супрамолекулярних комплексів борна кислота-пектин
DOI:
https://doi.org/10.31548/dopovidi2019.03.001Ключові слова:
комплексні сполуки, супрамолекулярні комплекси, борна кислота, пектин,Анотація
З метою вивчення можливості утворення продуктів взаємодії борної кислоти з пектином було синтезовано ряд сполук із співвідношенням пектин–борна кислота 1:1 і 2:1. Проведено теоретичний розрахунок можливості комплексоутворення з використанням програмного забезпечення HyperChem 8.07 методом молекулярної механіки (силове поле AMBER) та напівемпіричним методом PM3 із застосуванням Polak-Ribier алгоритму. Квантово-хімічний розрахунок модельних структур показав високу ймовірність утворення комплексів пектин–борна кислота у співвідношенні 2:1. Запропонована схема утворення комплексу 2:1, коли одна молекула пектину утворює з борною кислотою етерні зв’язки через бічні ланцюги цукрів, а друга молекула пектину утворює естерний зв’язок через карбоксильну групп галактуронового кору. Ймовірність утворення такого комплексу була підтверджена методом ІЧ– спектроскопії. Досліджувалися зразки чистого пектину, та продукту його взаємодії з борною кислотою. В спектрі чистого пектину було виявлено інтенсивну смугу в області 1500–1600 см-1. Це свідчить про наявність в пектині вільних карбоксильних груп галактуронової кислоти. Відносна інтенсивність цієї смуги зменшується на спектрі продукту взаємодії пектину з борною кислотою. При цьому з’являються лінії середньої інтенсивності в області 1750-1755 см-1, що свідчить про ймовірну наявність невеликої кількості естерних груп, які з'єднують пектин з борною кислотою.Посилання
Gospodarenko G. M. (2018). The system of dobriv. Kyiv: CJSC «SIK GROUP Ukraine»,. p. 126-137.
Chen, M., Mishra, S., Heckathorn, S., Frantz, J., & Krause, C. (2014). Proteomic analysis of Arabidopsis thaliana leaves in response to acute boron deficiency and toxicity reveals effects on photosynthesis, carbohydrate metabolism, and protein synthesis. Journal Of Plant Physiology, 171(3-4), 235-242.
https://doi.org/10.1016/j.jplph.2013.07.008
Katalymov, M. Century. Trace elements and micronutrient fertilizers. Ripol Classic, 2013.
Blevins, D., & Lukaszewski, K. (2002). BORON IN PLANT STRUCTURE AND FUNCTION. Annual Review Of Plant Physiology And Plant Molecular Biology, 49(1), 481-500.
https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.49.1.481
Hänsch, R., & Mendel, R. (2009). Physiological functions of mineral micronutrients (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Mo, B, Cl). Current Opinion In Plant Biology, 12(3), 259-266.
https://doi.org/10.1016/j.pbi.2009.05.006
Caffall, K., & Mohnen, D. (2009). The structure, function, and biosynthesis of plant cell wall pectic polysaccharides. Carbohydrate Research, 344(14), 1879-1900.
https://doi.org/10.1016/j.carres.2009.05.021
Chormova, D., Messenger, D., & Fry, S. (2014). Boron bridging of rhamnogalacturonan-II, monitored by gel electrophoresis, occurs during polysaccharide synthesis and secretion but not post-secretion. The Plant Journal, 77(4), 534-546.
https://doi.org/10.1111/tpj.12403
Matoh, T., Kawaguchi, S., & Kobayashi, M. (1996). Ubiquity of a Borate-Rhamnogalacturonan II Complex in the Cell Walls of Higher Plants. Plant And Cell Physiology, 37(5), 636-640.
https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a028992
O'Neill, M., Ishii, T., Albersheim, P., & Darvill, A. (2004). RHAMNOGALACTURONAN II: Structure and Function of a Borate Cross-Linked Cell Wall Pectic Polysaccharide. Annual Review Of Plant Biology, 55(1), 109-139.
https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.55.031903.141750
Brown, P. H., et al. «Boron in plant biology.» Plant biology 4.02 (2002): 205-223.
https://doi.org/10.1055/s-2002-25740
Ovodova, Raisa G., et al. "The latest information about pectin polysaccharides." News of the Komi Scientific Center UB RAS 3 (3) (2010).
Ovodov, Yu. S. "Modern concepts of pectin." Bioorganic chemistry 35.3 (2009): 293-310.
https://doi.org/10.1134/S1068162009030017
Kobayashi, M., Matoh, T., & Azuma, J. (1996). Two Chains of Rhamnogalacturonan II Are Cross-Linked by Borate-Diol Ester Bonds in Higher Plant Cell Walls. Plant Physiology, 110(3), 1017-1020. https://doi.org/10.1104/pp.110.3.1017
Prymachenko, S., Kustovskaya, А., & Mokhnev, D. (2018). Biological activity and bioavailability of supramolecular complexes (pectin-boric acid) in vivo of land plants (emryophytes). Problems Of Environmental Biotechnology, 0(2). https://doi.org/10.18372/2306-6407.2.13222
O'Neill, Malcolm A., et al. "Rhamnogalacturonan-II, a pectic polysaccharide in the walls of growing plant cell, forms a dimer that is covalently cross-linked by a borate ester in vitro conditions for the formation and hydrolysis of the dimer." Journal of Biological chemistry 271.37 (1996): 22923-22930.
https://doi.org/10.1074/jbc.271.37.22923
Interaction of polyols with boric acid and sodium monoborate. Schwartz, E.M., Ignash R.T., Belousova R.G. Journal of General Chemistry. 2005. T. 75. No. 11. P. 1768-1774.
https://doi.org/10.1007/s11176-005-0492-7
Schwartz E.M. Complex boron compounds with polyoxy compounds. Riga. 1968. 244 p.
Olsen, J., Rouzé, P., Verhelst, B., Lin, Y., Bayer, T., & Collen, J. et al. (2016). The genome of the seagrass Zostera marina reveals angiosperm adaptation to the sea. Nature, 530(7590), 331-335.
https://doi.org/10.1038/nature16548
Ovodov, Yu. S. "Polysaccharides of flowering plants: structure and physiological activity." Bioorganic Chemistry 24.7 (1998): 483-501.
Donchenko L.V., Karpovich N.S., Simkhovich E.G. Pectin production. - Chisinau, 1993. - p. 135 - 164.
Tarasevich, B.N. "IR spectra of the main classes of organic compounds." M.: Reference materials (2012).
Dembitsky, V., Smoum, R., Al-Quntar, A., Ali, H., Pergament, I., & Srebnik, M. (2002). Natural occurrence of boron-containing compounds in plants, algae and microorganisms. Plant Science, 163(5), 931-942.
https://doi.org/10.1016/S0168-9452(02)00174-7
Khatko, Zuret Nurbievna. "Infrared spectra of beet pectin." New Technologies 5 (2008).
Завантаження
Додаткові файли
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
