Scholar Hub/Chủ đề/#hydroxy/
Hydroxy là nhóm chức –OH gồm một nguyên tử oxy liên kết với một nguyên tử hydro, thường gắn vào phân tử hữu cơ như rượu, phenol hoặc đường. Nhóm này làm tăng độ tan, tính phân cực và khả năng phản ứng của phân tử trong cả môi trường sinh học và công nghiệp.
Hydroxy là gì?
Hydroxy là tên gọi của một nhóm chức phổ biến trong hóa học hữu cơ, ký hiệu là –OH. Nhóm này bao gồm một nguyên tử oxy liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử hydro. Khi được gắn vào khung carbon của một phân tử, nhóm hydroxy có khả năng làm thay đổi đáng kể tính chất hóa học và vật lý của phân tử đó, bao gồm độ tan, độ phân cực, khả năng tạo liên kết hydro và khả năng phản ứng với các nhóm chức khác.
Nhóm hydroxy là yếu tố đặc trưng của nhiều phân tử sinh học, hợp chất hữu cơ và hợp chất công nghiệp. Nó hiện diện trong các phân tử rượu, phenol, đường, acid hydroxy và polyme. Khả năng tạo liên kết hydro giúp nhóm –OH đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học, cấu trúc phân tử và sự tương tác giữa các phân tử.
Phân biệt hydroxy và hydroxide
Mặc dù có cấu trúc tương tự nhau, hydroxy và hydroxide là hai khái niệm hoàn toàn khác trong hóa học:
- Hydroxy (–OH): là một nhóm chức trung tính, thường tồn tại trong các hợp chất hữu cơ như rượu (alcohol), acid hydroxy và đường. Nó không mang điện tích và không tách rời ra khỏi phân tử trong điều kiện bình thường.
- Hydroxide (): là một ion mang điện tích âm, tồn tại độc lập trong các dung dịch bazơ mạnh như NaOH hoặc KOH. Hydroxide có khả năng nhận proton, đóng vai trò như một base trong phản ứng axit-bazơ.
Cấu trúc và liên kết
Nhóm hydroxy có cấu trúc gồm một nguyên tử hydro liên kết với một nguyên tử oxy:
Nguyên tử oxy mang cặp electron tự do, cho phép nhóm hydroxy dễ dàng tạo liên kết hydro với các phân tử khác, đặc biệt là nước. Điều này làm tăng đáng kể khả năng tan trong nước của các hợp chất chứa nhóm –OH.
Trong các hợp chất hữu cơ, nhóm hydroxy có thể gắn vào:
- Nguyên tử carbon bão hòa (trong rượu).
- Vòng thơm (trong phenol).
- Đường (trong monosaccharide như glucose, fructose).
Các loại hợp chất chứa nhóm hydroxy
1. Rượu (Alcohols)
Rượu là những hợp chất trong đó nhóm hydroxy gắn vào nguyên tử carbon no (sp3). Chúng được phân loại dựa vào số lượng nhóm –OH hoặc loại carbon mang nhóm –OH:
- Rượu đơn chức: Chỉ chứa một nhóm –OH, ví dụ: ethanol (), methanol.
- Rượu đa chức (polyol): Chứa nhiều nhóm –OH, ví dụ: glycerol, sorbitol.
- Rượu bậc một, hai, ba: Dựa trên số lượng nhóm alkyl gắn với carbon mang nhóm –OH.
2. Phenol
Phenol là hợp chất trong đó nhóm hydroxy gắn trực tiếp vào vòng thơm. Khác với rượu, phenol có tính acid nhẹ vì vòng thơm ổn định ion phenoxide sau khi mất proton. Tính chất này được khai thác trong công nghiệp dược phẩm và vật liệu. Xem thêm tại ScienceDirect – Phenol.
3. Acid hydroxy
Acid hydroxy là các acid hữu cơ có cả nhóm –OH và nhóm –COOH. Chúng thường được sử dụng trong mỹ phẩm và dược phẩm:
- Alpha-hydroxy acid (AHA): glycolic acid, lactic acid – thúc đẩy tái tạo tế bào da.
- Beta-hydroxy acid (BHA): salicylic acid – hiệu quả trong việc làm sạch lỗ chân lông và điều trị mụn.
4. Đường (Monosaccharide)
Các monosaccharide như glucose, galactose và fructose đều chứa nhiều nhóm –OH, giúp chúng dễ tan trong nước và dễ dàng tham gia phản ứng glycosyl hóa trong cơ thể.
Tính chất hóa học của nhóm hydroxy
Nhóm hydroxy ảnh hưởng đến phản ứng và tính chất hóa học của phân tử:
1. Tính phân cực và tạo liên kết hydro
Do chênh lệch độ âm điện giữa oxy và hydro, nhóm –OH tạo ra một vùng phân cực trong phân tử. Điều này cho phép hình thành liên kết hydro với các phân tử nước hoặc nhóm chức khác, từ đó ảnh hưởng đến điểm sôi, độ bay hơi và khả năng hòa tan.
2. Phản ứng tạo este
Rượu phản ứng với acid carboxylic để tạo thành este theo phản ứng este hóa:
3. Phản ứng oxy hóa
Rượu có thể bị oxy hóa thành aldehyde, ketone hoặc acid:
- Rượu bậc một: Oxy hóa thành aldehyde, sau đó thành acid.
- Rượu bậc hai: Oxy hóa thành ketone.
- Rượu bậc ba: Không dễ bị oxy hóa.
Vai trò trong sinh học
Trong cơ thể sống, nhóm hydroxy xuất hiện trong nhiều phân tử quan trọng:
- Carbohydrate: Glucose, ribose chứa nhiều –OH, ảnh hưởng đến tính tan và khả năng tạo liên kết glycosid.
- Axit amin: Serine, threonine, tyrosine có nhóm –OH trong chuỗi bên, tham gia vào liên kết hydro và phản ứng phosphoryl hóa.
- Lipid: Glycerol (chứa ba nhóm –OH) là thành phần cấu tạo của triglyceride và phospholipid.
Ứng dụng công nghiệp
1. Dược phẩm
Việc bổ sung nhóm –OH vào phân tử thuốc giúp cải thiện độ tan trong nước, tăng sinh khả dụng và khả năng liên kết với receptor sinh học. Nhiều loại thuốc kháng sinh, chống viêm, hạ sốt chứa nhóm –OH.
2. Mỹ phẩm
Các acid hydroxy như AHA và BHA được dùng phổ biến trong kem dưỡng, serum và sản phẩm chống lão hóa để tẩy tế bào chết, làm sáng da và thúc đẩy tái tạo biểu bì.
3. Chất dẻo và polyme
Nhóm –OH có mặt trong nhiều loại polyme, như polyvinyl alcohol (PVA), cellulose, và polyurethan, được ứng dụng trong bao bì, vải không dệt, keo dán và vật liệu y tế.
Kết luận
Nhóm hydroxy là một nhóm chức cơ bản nhưng thiết yếu trong hóa học hữu cơ và sinh học. Sự có mặt của nhóm –OH làm thay đổi mạnh mẽ tính chất vật lý và hóa học của phân tử, giúp tăng độ tan, tăng khả năng phản ứng và tạo ra nhiều dạng liên kết quan trọng.
Nhờ vào đặc tính linh hoạt, hydroxy đóng vai trò trung tâm trong cấu trúc của hàng loạt hợp chất sinh học, trong công nghệ mỹ phẩm, sản xuất dược phẩm và vật liệu hiện đại. Việc hiểu rõ cơ chế và đặc điểm của nhóm này là chìa khóa để phát triển các ứng dụng mới trong hóa học và sinh học phân tử.
Sự hình thành gốc hydroxyl rõ ràng qua peroxynitrite: Những ảnh hưởng đến tổn thương nội mô từ nitric oxide và superoxide. Dịch bởi AI Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - Tập 87 Số 4 - Trang 1620-1624 - 1990
Superoxide dismutase giảm thiểu tổn thương trong nhiều quá trình bệnh lý, cho thấy gốc superoxide anion (O2-.) là một loài độc hại trong cơ thể sống. Một mục tiêu quan trọng của superoxide có thể là nitric oxide (NO.) được sản xuất bởi nội mô, đại thực bào, bạch cầu trung tính và đuôi thần kinh não. Superoxide và NO. được biết đến sẽ kết hợp nhanh chóng để tạo thành anion peroxynitrite ổn định (ONOO-). Chúng tôi đã chỉ ra rằng peroxynitrite có pKa là 7,49 +/- 0,06 ở 37 độ C và dễ dàng phân hủy sau khi bị proton hóa với thời gian bán phân hủy 1,9 giây ở pH 7,4. Sự phân hủy của peroxynitrite tạo ra một chất oxy hóa mạnh với mức độ phản ứng tương tự như gốc hydroxyl, qua việc đánh giá qua quá trình oxy hóa của deoxyribose hoặc dimethyl sulfoxide. Lượng sản phẩm hình thành, gợi ý cho gốc hydroxyl, là 5,1 +/- 0,1% và 24,3 +/- 1,0% tương ứng, từ peroxynitrite đã thêm vào. Sự hình thành sản phẩm không bị ảnh hưởng bởi chất tạo chelate kim loại diethyltriaminepentaacetic acid, cho thấy rằng sắt không cần thiết để xúc tác quá trình oxy hóa. Ngược lại, desferrioxamine là một chất ức chế cạnh tranh mạnh mẽ của oxidation do peroxynitrite khởi xướng vì có phản ứng trực tiếp giữa desferrioxamine và peroxynitrite thay vì tạo chelate với sắt. Chúng tôi đề xuất rằng superoxide dismutase có thể bảo vệ mô mạch máu bị kích thích để sản xuất superoxide và NO. trong điều kiện bệnh lý bằng cách ngăn cản sự hình thành của peroxynitrite.
#superoxide dismutase #superoxide anion #nitric oxide #peroxynitrite #endothelial injury #oxidative stress #vascular protection #reactive oxygen species
Quá Trình Oxy Hóa Lipid: Quá Trình Sản Sinh, Chuyển Hóa và Cơ Chế Tín Hiệu của Malondialdehyde và 4-Hydroxy-2-Nonenal Dịch bởi AI Oxidative Medicine and Cellular Longevity - Tập 2014 - Trang 1-31 - 2014
Quá trình oxi hóa lipid có thể được mô tả chung là một quá trình mà các chất oxi hóa như các gốc tự do tấn công các lipid có chứa liên kết đôi carbon-carbon, đặc biệt là các axit béo không bão hòa đa (PUFAs). Trong bốn thập kỷ qua, một lượng lớn tư liệu về quá trình oxi hóa lipid đã cho thấy vai trò quan trọng của nó trong sinh học tế bào và sức khỏe con người. Từ đầu những năm 1970, tổng số bài báo nghiên cứu được công bố về chủ đề oxi hóa lipid chỉ là 98 (1970–1974) và đã tăng gần 135 lần, lên tới 13165 trong 4 năm qua (2010–2013). Những phát hiện mới về sự tham gia vào sinh lý và bệnh lý tế bào, cũng như việc kiểm soát quá trình oxi hóa lipid, tiếp tục xuất hiện mỗi ngày. Với sự rộng lớn của lĩnh vực này, bài tổng quan này tập trung vào các khái niệm hóa sinh của quá trình oxi hóa lipid, sản sinh, chuyển hóa, và cơ chế tín hiệu của hai sản phẩm oxi hóa lipid thuộc nhóm axit béo omega-6 chính: malondialdehyde (MDA) và đặc biệt là 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE), tổng hợp không chỉ về chức năng sinh lý và bảo vệ của nó như một phân tử tín hiệu kích thích sự biểu hiện gen và sự sống sót của tế bào, mà còn vai trò gây độc tế bào của nó khi ức chế biểu hiện gen và thúc đẩy cái chết tế bào. Cuối cùng, các tổng quan về các hệ thống mô hình động vật có vú in vivo được sử dụng để nghiên cứu quá trình oxi hóa lipid và các quy trình bệnh lý phổ biến liên quan đến MDA và 4-HNE được trình bày.
#Oxy hóa lipid #malondialdehyde #4-hydroxy-2-nonenal #axit béo không bão hòa đa #gốc tự do #sinh lý tế bào #chết tế bào.
Chuyển đổi 5-Methylcytosine thành 5-Hydroxymethylcytosine trong DNA Động vật có vú bởi Đối tác MLL TET1 Dịch bởi AI American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 324 Số 5929 - Trang 930-935 - 2009
Trung gian Methyl hóa
Methyl hóa các bazơ cytosine, 5-methylcytosine (5mC), trong DNA đóng vai trò điều tiết quan trọng trong bộ gen động vật có vú. Các kiểu methyl hóa thường di truyền qua các thế hệ, nhưng chúng cũng có thể thay đổi, gợi ý rằng có tồn tại các đường dẫn khử methyl hóa DNA chủ động. Một đường dẫn như vậy, được đặc trưng tốt nhất trong thực vật, bao gồm việc loại bỏ bazơ 5mC, và thay thế bằng C, thông qua cơ chế sửa chữa DNA.
Kriaucionis và Heintz
(trang.
929
, xuất bản trực tuyến ngày 16 tháng 4) hiện cho thấy rằng, cũng như 5mC trong bộ gen động vật có vú, còn có một lượng đáng kể 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) trong DNA của tế bào thần kinh Purkinje, có nhân lớn với rất ít dị nhiễm sắc.
Tahiliani
et al.
(trang 930, xuất bản trực tuyến ngày 16 tháng 4) tìm thấy rằng protein TET1 có khả năng chuyển đổi 5mC thành 5hmC cả in vitro và in vivo. 5-Hydroxymethylcytosine cũng xuất hiện trong các tế bào gốc phôi, và mức độ của 5hmC và TET1 cho thấy sự biến đổi tương quan trong quá trình biệt hóa tế bào.
#methyl hóa #5-methylcytosine #5-hydroxymethylcytosine #TET1 #tế bào thần kinh Purkinje #tế bào gốc phôi #khử methyl hóa #DNA #động vật có vú.
Nhắm đến HIF-α bởi phức hợp ubiquitin hóa của von Hippel-Lindau qua Hydroxyl hóa prolyl điều hòa bởi O2 Dịch bởi AI American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 292 Số 5516 - Trang 468-472 - 2001
HIF (Yếu tố cảm ứng thiếu oxy) là một phức hợp phiên mã đóng vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh biểu hiện gen bởi oxy. Trong các tế bào giàu oxy và sắt, các tiểu đơn vị HIF-α bị phá hủy nhanh chóng thông qua một cơ chế liên quan đến quá trình ubiquitylation bởi phức hợp enzyme liên kết E3 pVHL, một chất ức chế khối u của von Hippel–Lindau. Quá trình này bị ức chế bởi tình trạng thiếu oxy và quá trình chelate sắt, từ đó cho phép kích hoạt quá trình phiên mã. Nghiên cứu này chỉ ra rằng sự tương tác giữa pVHL ở người và một miền cụ thể của tiểu đơn vị HIF-1α được điều hòa thông qua quá trình hydroxyl hóa một gốc proline (HIF-1α P564) nhờ vào một enzyme mà chúng tôi gọi là HIF-α prolyl-hydroxylase (HIF-PH). Sự cần thiết tuyệt đối của di-oxygene như một đồng chất nền và sắt như một đồng tố chỉ ra rằng HIF-PH hoạt động trực tiếp như một cảm biến oxy tế bào.
#HIF #hypoxia #prolyl-hydroxylase #von Hippel–Lindau #ubiquitin #oxy #sắt #pVHL #cảm biến oxy #enzyme #hydroxy hóa #gene expression
Sự phá huỷ HIFα do pVHL qua việc hydroxyl hoá proline: Hệ quả đối với cảm nhận O 2 Dịch bởi AI American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 292 Số 5516 - Trang 464-468 - 2001
HIF (yếu tố tăng trưởng thiếu oxy) là một yếu tố phiên mã đóng vai trò then chốt trong việc thích nghi tế bào với sự thay đổi độ cung cấp oxy. Khi có oxy, HIF được nhắm mục tiêu phá huỷ bởi một phức hợp ubiquitin E3 chứa protein ức chế khối u von Hippel–Lindau (pVHL). Chúng tôi đã phát hiện rằng pVHL của người liên kết với một đoạn peptide bắt nguồn từ HIF khi đoạn trung gian này có một dư lượng proline bảo tồn được hydroxyl hoá. Do quá trình hydroxyl hoá proline đòi hỏi oxy phân tử và ion Fe
2+
, sự biến đổi protein này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc nhận biết oxy ở động vật có vú.
#HIF #yếu tố tăng trưởng thiếu oxy #pVHL #proline hydroxyl hoá #cảm nhận oxy #ubiquitin E3 #protein ức chế khối u von Hippel–Lindau #oxy #ion Fe2+
Hoạt Tính Kháng Virus Trong Ống Nghiệm và Thiết Kế Liều Lượng Tối Ưu Hóa của Hydroxychloroquine trong Điều Trị Hội Chứng Hô Hấp Cấp Tính Nghiêm Trọng do Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Dịch bởi AI Clinical Infectious Diseases - Tập 71 Số 15 - Trang 732-739 - 2020
Abstract
Background
Hội chứng hô hấp cấp tính do virus SARS-CoV-2 lần đầu bùng phát vào năm 2019 và lan truyền trên toàn thế giới. Chloroquine đã được sử dụng một cách không đồng nhất trong điều trị nhiễm SARS-CoV-2. Hydroxychloroquine có cơ chế hoạt động giống với chloroquine, nhưng tính an toàn cao hơn khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên để điều trị sốt rét và các bệnh tự miễn dịch. Chúng tôi đề xuất rằng tác dụng điều hòa miễn dịch của hydroxychloroquine cũng có thể hữu ích trong việc kiểm soát bão cytokine xảy ra ở giai đoạn muộn trong các bệnh nhân SARS-CoV-2 nặng. Hiện tại, không có bằng chứng để ủng hộ việc sử dụng hydroxychloroquine trong nhiễm SARS-CoV-2.
Methods
Hoạt động dược lý của chloroquine và hydroxychloroquine được thử nghiệm sử dụng các tế bào Vero bị nhiễm SARS-CoV-2. Các mô hình dược động học dựa trên sinh lý (PBPK) đã được triển khai cho cả hai loại thuốc riêng biệt bằng cách tích hợp dữ liệu trong ống nghiệm của chúng. Sử dụng các mô hình PBPK, nồng độ hydroxychloroquine trong dịch phổi đã được mô phỏng với 5 chế độ liều khác nhau để khám phá chế độ hiệu quả nhất trong khi xem xét đến tính an toàn của thuốc.
Results
Hydroxychloroquine (EC50 = 0.72 μM) được xác định là có hoạt tính mạnh hơn chloroquine (EC50 = 5.47 μM) trong ống nghiệm. Dựa trên kết quả mô hình PBPK, một liều tải 400 mg dùng hai lần mỗi ngày của hydroxychloroquine sulfate dùng bằng đường uống, sau đó là liều duy trì 200 mg dùng hai lần mỗi ngày trong 4 ngày được khuyến nghị cho nhiễm SARS-CoV-2, vì nó đạt được hoạt tính gấp 3 lần so với chloroquine phosphate khi dùng 500 mg hai lần mỗi ngày trước 5 ngày.
Conclusions
Hydroxychloroquine được xác nhận có hoạt tính mạnh hơn chloroquine trong việc ức chế SARS-CoV-2 trong ống nghiệm.
#SARS-CoV-2 #hydroxychloroquine #chloroquine #dược động học #mô hình PBPK #bão cytokine #ức chế virus.
