Ağ (kimya)

Polimerler önce ve çapraz bağlamadan sonra

Makromoleküler kimyada , çapraz bağlama , çok sayıda tekil makromolekülün üç boyutlu bir ağ oluşturmak için bağlandığı reaksiyonları tanımlar . Bağlantı, doğrudan makromoleküller oluşturulurken veya mevcut polimerler üzerinde reaksiyonlar yoluyla sağlanabilir .

Çapraz bağlama işlemi, çapraz bağlanmış maddelerin özelliklerini değiştirir. Genel olarak, sertlikte , toklukta , erime noktasında bir artış ve çözünürlükte bir azalma gözlemlenir. Değişiklik , toplam polimer miktarına bağlı olarak çapraz bağlanma derecesi, çapraz bağlanan noktaların oranı ile artar . Bir çapraz bağlayıcı , en az iki reaktif grupla karakterize edilir. İki özdeş reaktif gruba sahip çapraz bağlayıcılar, homobifonksiyonel çapraz bağlayıcılar olarak adlandırılırken, iki farklı gruba sahip olanlar heterobifonksiyonel çapraz bağlayıcılar olarak adlandırılır.

Uygulamalar

Doğrudan çapraz bağlama reaksiyonlara örnekler serbest radikal polimerizasyon ve monomer ile iki vinil fonksiyonları ya da polikondensasyon ya da poliadisyon (örneğin durumunda iki ya da daha fazla fonksiyonları ile kullanılarak monomerlerden phenoplasts ). Mevcut polimerlerin çapraz bağlama aynı zamanda şu şekilde de ifade edilir çapraz bağlama ve ya ustaca reaksiyon koşulları (kendini seçerek polimer içinde hali hazırda mevcut fonksiyonları aracılığıyla gerçekleşebilir çapraz bağlama maddeleri ya da çok işlevli, moleküler ağırlığı düşük maddeleri ekleyerek) çapraz bağlama maddeleri . Çapraz bağlanmanın derecesine bağlı olarak, polimerlerin çapraz bağlanması ilk önce elastomerleri ve artan çapraz bağlanma ile termosetleri de oluşturur .

Proteinler

Derideki kolajen lifler daha hareketlidir ve çapraz bağlanmadan daha fazla parçalanabilir
Bir proteinin peptit zinciri içindeki (intrakeal) disülfür köprülerinin şematik sunumu.
İki proteinin peptit zincirleri arasındaki iki (interchenar) disülfür köprüsünün şematik sunumu.

Biyokimyasal analiz

Benzer şekilde, protein-protein etkileşimleri ve kuaterner yapılar arasında proteinler , çapraz bağlanma ile kovalent böylece sabit bir sonraki ayırma bu boyut dışlama kromatografisi ya da hatta bir bölgesinin denatüre edici koşullar altında SDS-PAGE ile bir şifre ile Western blot ya da kütle spektrometrisi yapılabilir . Bu amaçla, aminler arasında lisin - ya da arginin eklenmesi ile yan zincirleri glutaraldehit , imidatlar (ör., Dimetil adipimidat, dimetil pimelimidat veya dimetilsuberimidat), vinil sülfon , Phenyldiisothiocyanat veya N -Hydroxysuccinimid ile karbodiimidler veya diğer Sulfosuccinimid- süksinimidil esterleridir ise çapraz sülfhidril Sistein yan zincir grupları , disülfidler veya maleimid esterler ile değiştirilebilir. Amino'nun karboksi gruplarına bağlanması için, kullanılan peptid sentezinin birleştirme reaktifleri vardır .

Foto- reaktif moleküller ( aril azidler , diazirinler ) ayrıca çapraz bağlanma süresini daha iyi kontrol edebilmek için proteinlerdeki bir çapraz bağlayıcının reaktif gruplarından biri olarak ( fotoafinite etiketleme ) kullanılabilir, çünkü çapraz bağlama yalnızca UV radyasyonu ile tetiklenir. . Radikal çapraz bağlayıcıların düşük seçiciliğine bağlı olarak, proteinin fonksiyonelliği, radikal çapraz bağlayıcının önemli fonksiyonlarla (bir aktif merkez veya bir bağlanma bölgesi gibi ) reaksiyonuyla sıklıkla azalır . Bu nedenle fotoreaktif çapraz bağlayıcılar, seçici çapraz bağlama için hiç veya sadece bir amin veya sülfhidril grubu mevcut olduğunda veya sonraki işlevsellik önemsiz olduğunda kullanılır.

Fototepkin diazirine içeren da vardır analogları amino asidi lösin ( foto-lösin ), metionin ve p- benzoil-fenilalanin zaten dahil edilebilir, proteine sırasında çeviri vivo .

Bir etiket transferinde , bu moleküller arasında bir sinyal iletmek ve böylece yakınlıklarını kanıtlamak için iki komşu molekül arasında bir çapraz bağlantı kullanılır.

Hareketsizleştirme

Çoğunlukla, bir proteinin biyolojik yarı ömrü , termal stabiliteyi artırarak ve denatürasyonu azaltarak (stabilizasyon nedeniyle) ve ayrıca proteolizde bir azalma ( proteazlar için erişilebilirliğin azalması nedeniyle) ile, çapraz bağlandığında artar .

Histoloji ve tahnitçilik

Proteinlerin çapraz bağlanması, dokuları sabitlemek için histoloji ve tahnitçilikte kullanılır ; Sabitleme sırasında çapraz bağın kaldırılmasına antijen maskesini kaldırma denir .

deri

Proteinlerin çapraz bağlanması, endüstriyel olarak deri tabaklama işleminde kullanılır . B. glutaraldehit veya yağ tabaklamasında (aynı zamanda güderi ile tabaklama) kullanılır. Biyojenik lipidlerin proteinlerle çapraz bağlanması , karakteristik kokusu nedeniyle sadece derinin yağ tabaklamasında kullanılır.

Saç ve perma

Doğada , amino asit sistin z'nin disülfür köprüleri aracılığıyla protein zincirlerinin çapraz bağlanması vardır . B. keratin ( saç ). Bir perma bir bu disülfid köprüleri (a), kesme kimyasal bir indirgeme maddesi ve saç (b) 'nin makroskopik düzenlemede değişikliği yoluyla disülfit köprüleri ile çapraz bağlama yenilenen oksidasyon .

Nükleik asitler

Maddeler, DNA çapraz bağlama (örneğin formaldehit, glutaraldehit) ve (ör ışınlama çapraz UV ışığı yana) mutajenler olan DNA dizisi, bir değiştirilebilir hatalı olması durumunda , DNA onarımı karlar ise bu öne ortaya çıkabilir - fonksiyonel kayıplara yol açar ve, tümörlerin gelişimi .

Lipidler

Ek olarak, z gibi daha az seçici serbest radikal çapraz bağlama reaksiyonları mümkündür. Çok-doymamış B. yağlar (özellikle keten tohumu yağı , haşhaş tohumu yağı , soya fasulyesi yağı , odun yağı ya da balık yağı ), doğal olarak meydana sırasında verranzens ve yol açabilir için resinification . Bu yağlara bazen boya üretiminde yanlış bir şekilde kuruyan yağlar denir , ancak bunlar çapraz bağlanırlar. Biyojenik çapraz bağlanma lipid nedeniyle sadece karakteristik koku olan yağ vernik keten tohumu için emdirme ve ahşap gibi keten tohumu yağı boya kullanılır ve deri Fettgerbung.

Çapraz bağlı plastiklerin özellikleri

Çapraz bağlı plastiklerin geniş bir kullanım alanı vardır. Bu özellikler, çapraz bağlanma derecesine bağlıdır ve bu nedenle değişebilir:

  • iyi elektriksel yalıtım özellikleri,
  • yüksek boyutsal kararlılık,
  • geniş sıcaklık sınırları,
  • yüksek kimyasal direnç,
  • olumlu bir yangın davranışı ve
  • Sıcaklık püskürtme için güvenlik rezervleri.

Bireysel kanıt

  1. ^ Fritz Röthemeyer, Franz Sommer: Kautschuktechnologie , Carl Hanser Verlag Münih Viyana, 2. baskı, 2006, ss. 304-310, ISBN 978-3-446-40480-9 .
  2. ^ A. Tiselius, J. Porath, PA Albertsson: Makromoleküllerin ve parçacıkların ayrılması ve fraksiyonlanması . İçinde: Science (1963) Cilt 141 (3575) s. 13-20. PMID 13985156 .
  3. ↑ J. Porath, R. Axén: Enzimlerin agar, agaroz ve Sephadex desteklerine immobilizasyonu . In: Yöntemler Enzymol. (1976) Cilt 44, sayfa 19-45. PMID 1021680 .
  4. ↑ J. Porath, EB Lindner: Moleküler eleme ve iyon dışlamaya dayalı ayırma yöntemleri . İn: Nature (1961), Cilt 191, sayfa 69-70... PMID 13737223 .
  5. ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: amino asitler, peptidler, proteinler , Verlag Chemie, Weinheim, s. 101, 1982, ISBN 3-527-25892-2 .
  6. ^ M. Suchanek, A. Radzikowska, C. Thiele: Foto-lösin ve foto-metiyonin, canlı hücrelerdeki protein-protein etkileşimlerinin tanımlanmasına izin verir . İçinde: Doğa Yöntemleri . 4, 2005, sayfa 261-268. doi : 10.1038 / nmeth752 . PMID 15782218 .
  7. ↑ Christian Bonten: Plastik Teknolojisine Giriş ve temel bilgiler , Hanser Verlag, 2014, ISBN 978-3-446-44093-7 .