Melaniny
Melaniny (z greckiego μέλας mélas "czarny") to pigmenty od ciemnobrązowego do czarnego lub od żółtawego do czerwonawego, które są szeroko rozpowszechnione w żywej naturze . Powodują zabarwienie skóry , włosów , piór i oczu . Pod względem chemicznym są kopolimerami ze związkami indolu jako podjednostkami. Występują u kręgowców i owadów, jako barwnik w tuszu kałamarnic (patrz sepia ), a także w mikroorganizmach i roślinach. Melaniny powstają w wyniku utleniania enzymatycznegoz tyrozyny (brązowienie enzymatycznej). U kręgowców melanina powstaje w melanocytach skóry, a także w naczyniówce i tęczówce oka. U ludzi i innych naczelnych , neuromelaniny , których funkcja nie jest jasne, pojawia się w istocie czarnej w mózgu .
Struktura
Mimo wieloletnich wysiłków nie udało się jeszcze wyjaśnić dokładnej budowy melaniny. Uważa się za pewne, że są to kopolimery , których podjednostkami są związki indolowe , które są głównie połączone wiązaniami CC. Trudność polega na nierozpuszczalności melanin w jakimkolwiek rozpuszczalniku, na ich wyraźnej niejednorodności i braku dobrze zdefiniowanych sygnałów widmowych lub fizykochemicznych. Ponadto trudno je oddzielić od białek występujących biologicznie . Przegląd tworzenia melaniny, metod badań i elementów strukturalnych można znaleźć w dwóch z następujących standardowych prac z zakresu chemii i biologii melanin.
Melanina u ludzi
Istnieją dwa główne typy melaniny u ludzi: brązowawo-czarnawa ( eumelanina ), która pochodzi z aminokwasów tyrozyny i lewodopy , oraz jaśniejszy wariant żółtawo-czerwonawy ( feomelanina ), który zawiera siarkę. Istnieją również odmiany o różnych kolorach, tak zwane allomelaniny, które są wytwarzane z hydroksybenzenów . Znajdują się one głównie w roślinach, grzybach i bakteriach. Melaniny prawie zawsze pojawiają się jako typy mieszane i są również powiązane z lipidami lub białkami.
Melaniny w ludzkiej skórze i włosach są mieszanymi formami eumelanin i feomelanin zawierających siarkę. Stosunek zmieszania tych dwóch rodzajów melaniny jest jednym z czynników decydujących o typie skóry danej osoby. Zawartość feomelaniny we włosach ciemnorudych jest szczególnie wysoka i zmniejsza się od brązowych do czarnych. Tworzenie melaniny jest stymulowane przez promieniowanie UVB i prawdopodobnie służy jako ochrona przed światłem przed szkodliwym działaniem promieniowania UV pochodzącego ze słońca. Jednym z głównych argumentów przemawiających za funkcją ochronną przed promieniowaniem UV jest spostrzeżenie, że grupy populacji o silnej pigmentacji cierpią mniej na raka skóry wywołanego promieniowaniem słonecznym („ czerniak ”) niż grupy populacji z mniejszą liczbą pigmentacji. W międzyczasie zbadano również procesy fotochemiczne, dzięki którym melanina jest doskonałym filtrem UV. Wykazano, że melanina zamienia ponad 99,9% energii promieniowania w nieszkodliwe ciepło. Odbywa się to poprzez ultraszybką konwersję wewnętrzną (pol. Konwersja wewnętrzna ) ze stanu wzbudzonego elektronicznie w stanach wibracyjnych cząsteczki. Ta ultraszybka konwersja skraca żywotność stanu wzbudzonego. Zapobiegnie to tworzeniu się wolnych rodników. Stan wzbudzenia melaniny jest bardzo krótkotrwały, dzięki czemu zapewnia doskonałą ochronę przed światłem .
Rude są bardziej podatne na rozwój czerniaka. Z tego powodu uważa się, że ten rodzaj melaniny jest mniej skuteczny w ochronie skóry.
Synteza melaniny może zostać zakłócona przez predyspozycje genetyczne lub uszkodzenie nabytego z czasem materiału genetycznego. Zmniejszona edukacja prowadzi do hipopigmentacji . Jeśli produkcja jest zablokowana, brakuje również barwników w skórze, włosach i oczach, co powoduje bardzo jasną białą skórę, niezwykle jasny kolor włosów i niebieskie, niebiesko-szare lub zielone oczy, które mogą wydawać się czerwone w zależności od kąta nachylenia. padanie światła . Mówi się o albinizmie, a dotknięte nim organizmy określa się mianem albinosów. Przy nadprodukcji ( przebarwieniu ) na skórze pojawia się coraz więcej ciemnych plam ( plamy wątrobowe , piegi ), które mogą stać się złośliwe ( czerniak ). Wytwarzanie melaniny może być szczególnie przerywane przez substancję czynną rucinol .
W 2016 roku naukowcy z uniwersytetów w Moguncji i Kilonii odkryli dalsze szczegóły dotyczące mechanizmu molekularnego katalizowanego enzymatycznie utleniania melaniny. Badania te koncentrują się na aktywności enzymów tyrozynazy i oksydazy katecholowej .
Melanina w grzybach
W artykule naukowym z 2007 roku opisano grzyby , które prawdopodobnie wykorzystują melaninę do konwersji promieniowania jonizującego ( radiosyntezy ) na energię użyteczną dla ich organizmu ( grzyby radiotroficzne ).
Wyraźnie podkreśla się, że rola melaniny w produkcji energii w organizmie jest nadal niejasna, a radioaktywność nie jest zmniejszana przez metabolizm. Jedyne, co jest jasne, to grzyby pochodzące z próbek z zamkniętego bloku reaktora jądrowego 4 z Czarnobyla
- wyższe tempo metabolizmu uzyskano, gdy zostały wzmocnione melaniną niż w przypadku grzybów nietraktowanych,
- Zmiany konfiguracji elektronowej z powłoki elektronowej ich melaniny wykryto podczas wytwarzania energii . Wskazuje to na zmieniony poziom energii , którego należy się również spodziewać przy wytwarzaniu energii,
- zwiększone czterokrotnie redukcji z NAD + obserwuje się, gdy są one napromieniowane. To jest proces metaboliczny.
Przy ekspozycji na promieniowanie, zwiększa się o czynnik 500 , metaboliczną aktywność od Wangiella dermatitidis i Cryptococcus neoformans była znacznie wyższa niż zwykle działaniem w naturalnej ekspozycji na promieniowanie .
Zobacz też
linki internetowe
Indywidualne dowody
- ↑ Pschyrembel. Słownik kliniczny. De Gruyter, wydanie 255. Berlin / Nowy Jork 1986, ISBN 3-11-007916-X , s. 1041.
- ↑ Co to jest albinizm?
- ↑ Pezzella, Alessandro, i in. „Zintegrowane podejście do struktury melaniny sepii. Dowody na wysoki udział zdegradowanych jednostek kwasu 5,6-dihydroksyindolo-2-karboksylowego w szkielecie pigmentu. ”Tetrahedron 53.24 (1997): 8281-8286.
- ↑ Banerjee, Aulie, Subhrangshu Supakar i Raja Banerjee. „Melanina z bakterii wiążącej azot Azotobacter chroococcum: charakterystyka spektroskopowa.” PloS one 9.1 (2014): e84574.
- ^ RA Nicolaus "Melanins", Hermann Verlag, Paryż 1968
- ↑ G. Prota „Melanins and Melanogenesis”, Academic Press 1992
- ↑ Meredith, Paul; Riesz, Jennifer: Wydajność kwantowej relaksacji radiacyjnej syntetycznej eumelaniny . W: Fotochemia i fotobiologia . 79, nr 2, 2004, str. 211-216.
- ↑ Medical University of Vienna - AKH consilium: Rak skóry (czerniak złośliwy) ( Pamiątka po oryginale z 12 czerwca 2010 r. W archiwum internetowym ) Informacje: Link do archiwum został wstawiony automatycznie i jeszcze nie został sprawdzony. Sprawdź oryginalny i archiwalny link zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie.
- ^ Nawet Solem, Felix Tuczek, Heinz Decker: Tyrosinase versus Catechol Oxidase. Jedna szparagina czyni różnicę . W: Angewandte Chemie International Edition . taśma 55 , nie. 8 . Biblioteka internetowa WILEY , 18 lutego 2016 r., ISSN 1521-3773 , s. 2884–2888 , doi : 10.1002 / anie.201508534 .
-
↑ Ekaterina Dadachova i wsp .: Promieniowanie jonizujące zmienia właściwości elektroniczne melaniny i nasila wzrost zmelanizowanych grzybów. W: PLoS ONE 2 (5), 2007, doi: 10.1371 / journal.pone.0000457 .
Grzyb zjada radioaktywność. On: Wissenschaft.de od 23 maja 2007.
