碘乙酸

化合物

碘乙酸乙酸的一種衍生物分子式C
2
H
3
IO
2
,碘乙酸有毒性和腐蝕性。與許多鹵代烴一樣,碘乙酸是一種烷基化試劑。 碘乙酸能與蛋白質中的半胱氨酸殘基反應,常被用於修飾巰基,以防止在蛋白質胱氨酸殘基被還原為半胱氨酸後又重新形成二硫鍵[2][3]

碘乙酸
IUPAC名
Iodoacetic acid
別名 2-碘乙酸
識別
CAS號 64-69-7  checkY
PubChem 5240
ChemSpider 5050
SMILES
 
  • C(C(=O)O)I
InChI
 
  • 1/C2H3IO2/c3-1-2(4)5/h1H2,(H,4,5)
InChIKey JDNTWHVOXJZDSN-UHFFFAOYAA
ChEBI 74571
性質
化學式 C2H3IO2
摩爾質量 185.95 g·mol−1
熔點 81 °C(354 K)
沸點 208 °C(481 K)
pKa 3.12[1]
危險性
GHS危險性符號
《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中有毒物質的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中腐蝕性物質的標籤圖案
GHS提示詞 danger
H-術語 H301, H314
P-術語 P280, P260, P301+310+330, P331, P303+361+353, P305+351+338, P310
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

肽酶抑制劑

碘乙酸是所有半胱氨酸蛋白酶的不可逆抑制劑,其反應機理如下圖所示:

 
碘乙酸對半胱氨酸肽酶的不可逆抑制機理

與其醯胺衍生物碘乙醯胺相比,碘乙酸鹽的烷基化反應速率更慢。這一現象似乎與常規的化學反應性相悖,有報道稱,起催化作用的組氨酸中的咪唑離子和碘乙酸中的羧基負離子間存在有利的相互作用,藉此解釋碘乙醯胺反應性更強的原因[2][4]

潛在的癌症療法

有研究表明,碘乙酸具有抗腫瘤效果。2002年,生物化學家F. A. Fahim報告稱,「與正常對照組相比,對腫瘤小鼠的單次碘乙酸治療,能明顯提高血清乳酸脫氫酶(LDH)的活性水平,同時可顯著降低血糖和肝臟總蛋白、RNA和DNA的濃度」[5]。1975年,有報道稱,碘乙酸可能改善骨髓免疫應答 [6]。1966年,有研究指出,碘乙酸鹽能用於誘導腫瘤細胞的腫瘤免疫[註 1]治療[7]

消毒副產物

碘離子是一種天然存在的離子,可以在許多原水中找到,並且極易被污水消毒液所氧化。其中一種氧化產物是次碘酸(HOI或OI),它擁有與環境有機物反應的強反應性,產生碘化消毒副產物(I-DBPs),如碘乙酸。Plewa等人報道的研究表明,碘乙酸被認為是「飲用水內碘(代)酸類消毒副產物中細胞毒性最強的物質之一」,其半數致死量的中位數為10−5 M。碘乙酸被確認是迄今為止遺傳毒性最強的消毒副產物[8]

儘管碘乙酸展現出了潛在致癌物的特徵,但尚未被證實具有致癌性[9]。碘乙酸的致畸性遠勝其溴、氯化的類似物 [10]。其毒性與其作為烷基化劑的特性相關,會輕易地封閉蛋白質中的半胱氨酸殘基[11]。單鹵乙酸的毒性最強,其毒性隨著鹵原子的大小增加而增加,碘乙酸的毒性強於溴乙酸,遠強於氯乙酸 [12]

腳註

  1. ^ tumour immunity

參見

參考文獻

  1. ^ Dippy, J. F. J.; Hughes, S. R. C.; Rozanski, A. The dissociation constants of some symmetrically disubstituted succinic acids. Journal of the Chemical Society. 1959: 2492–2498. 
  2. ^ 2.0 2.1 Smythe CV. The reactions of Iodoacetate and of Iodoacetamide with various Sulfhydryl groups, with Urease, and with Yeast preparations (PDF). J. Biol. Chem. 1936, 114 (3): 601–12. 
  3. ^ Anson ML. The reactions of Iodine and Iodoacetamide with native Egg Albumin. J. Gen. Physiol. 1940, 23 (3): 321–31. PMC 2237930 . PMID 19873158. doi:10.1085/jgp.23.3.321. 
  4. ^ Polgár, L. Deuterium isotope effects on papain acylation. Evidence for lack of general base catalysis and for enzyme-leaving group interaction. European Journal of Biochemistry. 1979, 98 (2): 369–374. PMID 488108. doi:10.1111/j.1432-1033.1979.tb13196.x. 
  5. ^ Fahim, F. A.; Esmat, A. Y.; Mady, E. A.; Ibrahim, E. K. Antitumor Activities of Iodoacetate and Dimethylsulphoxide Against Solid Ehrlich Carcinoma Growth in Mice. Biological Research. 2003, 36 (2): 253–262. PMID 14513720. doi:10.4067/S0716-97602003000200015 . 
  6. ^ Rhein, M. S.; Filppi, J. A.; Moore, V. S. Effect of Iodoacetate on the Bone Marrow Immunocompetence of AKR Mice (PDF). Cancer Research. 1975, 35 (6): 1514–1519. PMID 1093673. 
  7. ^ Apffel, C. A.; Arnason, B. G.; Peters, J. H. Induction of tumour immunity with tumour cells treated with iodoacetate. Nature. 1966, 209 (5021): 694–696. Bibcode:1966Natur.209..694A. PMID 5922128. S2CID 4296138. doi:10.1038/209694a0. 
  8. ^ Plewa, Michael J.; Wagner, Elizabeth D.; Richardson, Susan D.; Thruston, Alfred D., Jr.; Woo, Yin-Tak; McKague, A. Bruce. Chemical and Biological Characterization of Newly Discovered Iodoacid Drinking Water Disinfection Byproducts. Environmental Science & Technology. 2004, 38 (18): 4713–4722. Bibcode:2004EnST...38.4713P. PMID 15487777. doi:10.1021/es049971v. 
  9. ^ Wei, Xiao; Wang, Shu; Zheng, Weiwei; Wang, Xia; Liu, Xiaolin; Jiang, Songhui; Pi, Jingbo; Zheng, Yuxin; He, Gengsheng; Qu, Weidong. Drinking Water Disinfection Byproduct Iodoacetic Acid Induces Tumorigenic Transformation of NIH3T3 Cells. Environmental Science & Technology. 2013, 47 (11): 5913–5920. Bibcode:2013EnST...47.5913W. PMID 23641915. doi:10.1021/es304786b. 
  10. ^ Richard, Ann M.; Hunter, E. Sidney, III. Quantitative Structure-Activity Relationships for the Developmental Toxicity of Haloacetic Acids in Mammalian Whole Embryo Culture. Teratology. 1996, 53 (6): 352–360. PMID 8910981. doi:10.1002/(SICI)1096-9926(199606)53:6<352::AID-TERA6>3.0.CO;2-1. 
  11. ^ Product #35603. Thermo Scientific. Pierce Protein Biology Products. [2023-01-03]. (原始內容存檔於2014-12-31). 
  12. ^ Richardson, Susan D.; Plewa, Michael J.; Wagner, Elizabeth D.; Shoeny, Rita; DeMarini, David M. Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: A review and roadmap for research. Mutation Research. 2007, 636 (1–3): 178–242. PMID 17980649. doi:10.1016/j.mrrev.2007.09.001. 

延伸閱讀