Sulfatación

La sulfatación (a veces escrita como sulphation en inglés británico ) es la reacción química que implica la adición del grupo SO₃ _. En principio, muchas sulfataciones implican reacciones de trióxido de azufre (SO₃ ₎ . En la práctica, la mayoría de las sulfataciones se producen de forma menos directa. Independientemente del mecanismo, la incorporación de un grupo sulfato a un sustrato produce cambios sustanciales.

La sulfatación es un proceso utilizado para eliminar el azufre de la combustión de combustibles fósiles. El objetivo es minimizar la contaminación producida por los gases de combustión. La combustión de combustibles que contienen azufre libera dióxido de azufre , que, en la atmósfera, se oxida al equivalente de ácido sulfúrico , el cual es corrosivo. Para minimizar este problema, la combustión se suele realizar en presencia de óxido de calcio o carbonato de calcio, que, directa o indirectamente, se unen al dióxido de azufre y a algo de oxígeno para formar sulfito de calcio . ^{[ 1 ]} La reacción neta es:

CaO + SO ₂ → CaSO ₃

2 CaSO₃ + _{O₂ → 2} CaSO₄

o la reacción neta es la sulfatación, la adición de SO ₃ :

CaO + SO ₃ → CaSO ₄

En el escenario ideal, el sulfato de calcio (yeso) se utiliza como material de construcción o, de forma menos deseable, se deposita en un vertedero.

La sulfatación se utiliza ampliamente en la producción de productos de consumo como detergentes, champús y cosméticos. Dado que el grupo sulfato es altamente polar, su conjugación con una "cola" lipofílica le confiere propiedades tensioactivas. Algunos sulfatos conocidos son el lauril sulfato de sodio y el lauril éter sulfato de sodio . ^{[ 2 ]}

Los alquilsulfatos se producen a partir de alcoholes por reacción con ácido clorosulfónico : ^{[ 3 ]}

ClSO ₃ H + ROH → ROSO ₃ H + HCl

Alternativamente, los alcoholes pueden sulfatarse para formar ésteres de sulfato medio utilizando trióxido de azufre . La reacción procede mediante la formación inicial del pirosulfato :

2 SO ₃ + RCH ₂ OH → RCH ₂ OSO ₂ −O−SO ₃ H

RCH ₂ OSO ₂ −O−SO ₃ H → RCH ₂ OSO ₃ H + SO ₃

Several million tons of fatty acid sulfates are produced in this way annually. The most common example is sodium dodecylsulfate (SDS) derived from lauryl alcohol.^[4]

In biology, sulfation is typically effected by sulfotransferases, which catalyze the transfer of the equivalent of sulfur trioxide to substrate alcohols and phenols, converting the latter to sulfate esters. ^[5][6] The source of the SO₃ group is usually 3'-phosphoadenosine-5'-phosphosulfate (PAPS). When the substrate is an amine, the result is a sulfamate. Sulfation is one of the principal routes for post-translational modification of proteins.^[7]

Sulfation is involved in a variety of biological processes, including detoxification, hormone regulation, molecular recognition, cell signaling, and viral entry into cells.^[6] It is among the reactions in phase II drug metabolism, frequently effective in rendering a xenobiotic less active from a pharmacological and toxicological standpoint, but sometimes playing a role in the activation of xenobiotics (e.g. aromatic amines, methyl-substituted polycyclic aromatic hydrocarbons). Sulfate is part of sulfolipids, such as sulfatides, which constitute 20% of the galactolipids in myelin. Another example of biological sulfation is in the synthesis of sulfonated glycosaminoglycans, such as heparin, heparan sulfate, chondroitin sulfate, and dermatan sulfate. Sulfation is also a possible posttranslational modification of proteins.

La sulfatación de tirosina es una modificación postraduccional en la que un residuo de tirosina de una proteína es sulfatado por una tirosilproteína sulfotransferasa (TPST), generalmente en el aparato de Golgi . Las proteínas secretadas y las partes extracelulares de las proteínas de membrana que pasan por el aparato de Golgi pueden ser sulfatadas. La sulfatación ocurre en animales y plantas, pero no en procariotas ni en levaduras. Los sitios de sulfatación son residuos de tirosina expuestos en la superficie de la proteína, generalmente rodeados de residuos ácidos. La función de la sulfatación aún es incierta. ^{[ 7 ]}

La evidencia, aunque limitada, sugiere que los genes TPST están sujetos a regulación transcripcional y que el O- sulfato de tirosina es muy estable y no puede ser degradado fácilmente por las sulfatasas de mamíferos. La O -sulfatación de tirosina es un proceso irreversible in vivo . Un anticuerpo llamado PSG2 muestra alta sensibilidad y especificidad para epítopos que contienen sulfotirosina, independientemente del contexto de la secuencia. Se están desarrollando nuevas herramientas para estudiar los TPST, utilizando péptidos sintéticos y cribados de moléculas pequeñas. ^{[ 8 ]}

Muchas algas comestibles están compuestas de polisacáridos altamente sulfatados. ^{[ 9 ]} La evolución de varias sulfotransferasas parece haber facilitado la adaptación de los ancestros terrestres de las praderas marinas a un nuevo hábitat marino. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

• Glucuronidación
• Metilación
• Hidrogenación
• Rosemary Waring
• Acetilación

• Moore KL (2003). "La biología y enzimología de la O-sulfatación de la tirosina de las proteínas" . J. Biol. Chem . 278 (27): 24243– 6. doi : 10.1074/jbc.R300008200 . PMID  12730193 .
• Hoffhines AJ; Damoc, E; Bridges, KG; Leary, JA; Moore, KL (2006). "Detección y purificación de proteínas sulfatadas en tirosina mediante un nuevo anticuerpo monoclonal anti-sulfotirosina" . J. Biol. Chem . 281 (49): 37877–87 . doi : 10.1074/jbc.M609398200 . PMC  1764208. PMID  17046811 .