Pyruvinsyre

Pyruvinsyre
Struktur af pyruvinsyre
Identifikation
IUPAC navn	2-oxopropansyre
Synonymer	pyrodruesyre syre pyroracemic syre acetylformic -2-ketopropansyre syre α-ketopropansyre -2-oxo -2-ketopropionic syre α-ketopropionic syre
N o CAS	127-17-3
N o ECHA	100.004.387
N o EF	204-824-3
PubChem	1060
FEMA	2970
SMILE	CC (= O) C (= O) O PubChem , 3D-visning
InChI	Std. InChI: 3D-visning InChI = 1S / C3H4O3 / c1-2 (4) 3 (5) 6 / h1H3, (H, 5,6) Std. InChIKey: LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N
Udseende	farveløs væske
Kemiske egenskaber
Brute formel	C 3 H 4 O 3   [isomerer]
Molar masse	88,0621 ± 0,0036  g / mol C 40,92%, H 4,58%, O 54,5%,
pKa	2.4
Fysiske egenskaber
T ° fusion	12  ° C
T ° kogning	165  ° C (nedbrydning)
Opløselighed	opløselig i ethanol og ether
Blandbarhed	blandbar i vand
Volumenmasse	1,27  g · cm -3 til 20  ° C
Flammepunkt	82  ° C
Termokemi
C s	ligning: VSP=(5,045)+(3.7767E-1)×T+(-3.4222E-4)×T2+(1.6758E-7)×T3+(-3.3836E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (5.045) + (3.7767E-1) \ times T + (- 3.4222E-4) \ times T ^ {2} + (1.6758E-7) \ times T ^ {3} + (-3.3836E-11) \ times T ^ {4}} Gassens varmekapacitet i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin fra 298 til 1.500 K. Beregnede værdier: 91,4 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 298 24,85 91 368 1.038 378 104,85 107,267 1218 418 144,85 114,323 1.298 458 184,85 120.843 1372 498 224,85 126.869 1.441 538 264,85 132.439 1.504 578 304,85 137,591 1.562 618 344,85 142,361 1.617 658 384,85 146,782 1.667 698 424,85 150 885 1.713 738 464,85 154.699 1.757 778 504,85 158,251 1797 818 544,85 161.566 1.835 858 584,85 164 667 1.870 899 625,85 167 646 1.904 T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 939 665,85 170,375 1.935 979 705,85 172.947 1.964 1.019 745,85 175,376 1.992 1.059 785,85 177.674 2,018 1.099 825,85 179.852 2.042 1.139 865,85 181.919 2,066 1.179 905,85 183.880 2.088 1 219 945,85 185.739 2 109 1.259 985,85 187.498 2 129 1.299 1025,85 189,158 2 148 1339 1065,85 190 717 2 166 1.379 1 105,85 192.169 2 182 1.419 1 145,85 193.509 2 197 1.459 1.185,85 194,729 2.211 1.500 1 226,85 195,843 2.224
Forholdsregler
SGH
Fare H314, P280, P301 + P330 + P331, P305 + P351 + P338, P309 + P310, H314  : Forårsager svære forbrændinger af huden og øjenskader P280  : Bær beskyttelseshandsker / beskyttelsestøj / øjenbeskyttelse / ansigtsbeskyttelse. P301 + P330 + P331  : Ved indtagelse: Skyl munden. Fremkald IKKE opkastning. P305 + P351 + P338  : Ved øjnene: Skyl forsigtigt med vand i flere minutter. Fjern kontaktlinser, hvis offeret har dem på, og de let kan fjernes. Fortsæt med at skylle. P309 + P311  : Hvis den udsættes for, eller hvis du føler dig utilpas: kontakt straks et GIFTINFORMATIONSCENTER eller en læge / læge.
WHMIS
B3, E, B3  : Brændbart flydende flammepunkt = 83,8  ° C lukket skål Setaflash metode E  : Stærkt surt ætsende materiale (beregnet pH = 1,8 for en 0,1 M opløsning) Oplysning ved 1,0% i henhold til kriterierne for klassificering
Transportere
80    3265    Kemler kode: 80  : ætsende eller viser en mindre grad af ætsning UN  : 3265  : ÆTSENDE SUR ORGANISK VÆSKE, NSA Klasse: 8 Label: 8  : Ætsende stoffer Emballage: Packing gruppe III  : stoffer med lav fare.
Økotoksikologi
DL 50	mus, subdermal: 3533  mg · kg -1
Relaterede forbindelser
Andre forbindelser	Struktur af pyruvatanionen
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den pyrodruesyre er en kemisk forbindelse med formlen CH 3 -CO-COOH. Det er en 2-oxosyre eller α- ketosyre , der både bærer en funktion carboxylsyre og en funktion keton . Dens konjugerede base er pyruvat anion CH 3 CO-COO -, En nøgle metabolit placeret på grænsen af flere større metaboliske veje i levende celler , såsom glycolyse , den Krebs cyklus og gluconeogenese , og kan omdannes til fedtsyre , alanin eller endda ethanol efter oxidativ decarboxylering i acetyl-coenzym A .

Pyruvinsyre

Pyruvinsyre forekommer som en farveløs væske, der ligner eddikesyre i lugt . Det er blandbart i vand og opløseligt i ethanol og ether .

I laboratoriet kan pyruvsyre fremstilles ved opvarmning af en blanding af vinsyre og kaliumbisulfat , ved oxidation af propylenglycol med en stærk oxidant (f.eks. Kaliumpermanganat eller natriumhypochlorit ) eller igen ved hydrolyse af 2-oxopropiononitril , dannet ved reaktion af ethanoylchlorid med kaliumcyanid  :

CH 3 COCl + KCN → CH 3 COCN CH 3 COCN → CH 3 COCOOH

Biokemi af pyruvat

Beskrivelse

Pyruvationen er slutproduktet af glucose nedbrydningsveje ( glykolyse , pentose-phosphat-pathway , Entner-Doudoroff-pathway ). Det er substratet for en gæring i den anaerobe tilstand (mælkesyregæring), og Krebs-cyklus indirekte tilvejebragt af aerob efter oxidativ decarboxylering, der omdanner den til acetyl-CoA .

Dannelse af pyruvat ved glykolyse

	+ ADP + H +   ATP +   ⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}
PEP		Pyruvinsyre
Pyruvatkinase- - EF 2.7.1.40

Den phosphoenolpyruvat (PEP) dannet under glycolyse har en phosphat -gruppe med en høj overførselspotentiale - AG ° ' = -61,9 kJ mol -1 , den højeste værdi målt i levende væsener - tillader phosphorylering af et molekyle af ADP i ATP ved pyruvat kinase . En Mg 2+ kation er nødvendig til denne reaktion som en kofaktor .   

Skæbnen med pyruvat i anaerobiose

Følgende reaktioner finder sted, i anaerob medium , i cytoplasmaet , i muskel , i mælkesyrebakterier bakterier (for mælkesyregæring , for eksempel i lactobacillus ), eller endda i gær (til alkoholgæring ). Andre gæringer er mulige, for eksempel i Enterobacteriaceae (jf. Fermenteringsveje for Enterobacteriaceae ).

Laktisk gæring

	+ NADH + H +  →  NAD + +
Pyruvinsyre		Mælkesyre
L- lactatdehydrogenase - EC 1.1.1.27

CH 3 CHOH-COO - lactatproduceret i musklen er ikke ansvarlig for stivhed , i modsætning til populær tro og griber ikke ind i fænomenet kramper . Derudover kan det transporteres i blodet og derefter i levercellerne ( Cory-cyklus ).

Alkoholisk gæring

1. CH 3 CO-COO -+ H + → CH 3 CHO+ CO 2ved pyruvat-decarboxylase i nærvær af thiaminpyrophosphat (TPP).
2. CH 3 CHO+ NADH + H +   CH 3 CH 2 OH⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}  + NAD + , ved alkoholdehydrogenase .

Skæbnen med pyruvat i aerobiose

I et aerobt miljø nedbrydes pyruvat i mitokondrier . Det kommer ind gennem pyruvat-translokasen . To reaktioner er mulige, som genererer forløberne for Krebs-cyklussen  :

Oxidativ decarboxylering til acetyl-CoA

Denne reaktion katalyseres af et multienzymatisk kompleks, pyruvatdehydrogenase-komplekset , der involverer fem co-enzymer  :

• tre coenzymer knyttet til apoenzymes  : TPP , lipoate og FAD (disse er prostetiske grupper );

• både frie og ikke-komplekse coenzymer: NAD + og CoA .

	+ NAD + + CoA-SH  →  CO 2+ NADH + H + +
Pyruvinsyre		Acetyl-CoA
Pyruvat dehydrogenase kompleks  : pyruvat dehydrogenase (E1) - EC 1.2.4.1 dihydrolipoamid S-acetyltransferase (E2) - EC 2.3.1.12 dihydrolipoyl dehydrogenase (E3) - EC 1.8.1.4

Denne reaktion finder sted på niveauet af mitokondrievæggen for eukaryoter og på membraneniveauet for prokaryoter .

Den NADH + H + vil efterfølgende reoxideret af respiratoriske kæde , synonym mitokondrie elektron transportkæden, at generere ATP aerobt.

Carboxylering til oxaloacetat

Reaktionen, katalyseret i nærværelse af biotin af pyruvat-carboxylase ( synthetase ), producerer oxaloacetat  :

	+ ATP + CO 2  →  ADP + Pi +
Pyruvinsyre		Oxaloeddikesyre
Pyruvat carboxylase - EC 6.4.1.1

Dette er en større anaplerotisk reaktion .

Sammenlignende energieffektivitet

Fra et glukosemolekyle , der giver to pyruvatmolekyler:

• fermenteringer har et middelmådigt udbytte: de frigiver kun to molekyler ATP pr. molekyle glukose;

• aerobe nedbrydninger er meget mere rentable: hvert glukosemolekyle tillader produktion af 14 molekyler ATP via oxidativ decarboxylering eller 6 molekyler ATP via carboxylering, selv før nedbrydningen af acetyl-CoA ved cyklen de Krebs, som frigiver endnu mere energi.

Noter og referencer

1. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
2. Indtastning af CAS-nummer "127-17-3" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø) ( tysk , engelsk ), adgang 03/08/09 (JavaScript krævet)
3. (i) Carl L. kæberne, Handbook of Termodynamiske diagrammer , Vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
4. Indtastning "Pyruvinsyre" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø og sundhed) ( tysk , engelsk ), adgang til 6. januar 2019 (JavaScript krævet)
5. "  Pyruvinsyre  " i kemikaliedatabasen Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for arbejdsmiljø og sundhed), adgang til 24. april 2009
6. Organiske synteser, Coll. Flyvningen. 1, s.  475 (1941); Flyvningen. 4, s.  63 (1925). [1]
7. Wienek, Sportsbiologi , s.  256, Vigot

Se også

• den glykolyse
• Den vej pentose fosfater
• Den Entner-Doudoroff Way
• The Krebs cyklus
• Liste over syrer