Xitin

Xitin — Xitin (C8H13O5N)n (/ˈkaɪtɪn/ KY-tin) qlükozanın amid törəməsi olan N-asetilqlükozaminin uzun zəncirli polimeridir. Təbiətdə ən çox yayılmış ikinci polisaxarid (yalnız sellülozadan sonra), göbələklərin hüceyrə divarlarının, xərçəngkimilər və həşəratlar kimi artropodların ekzoskeletlərinin və molyuskların radulaların, sefalopodların dimdiklərinin və qladiuslarının əsas komponentidir. O, həmçinin ən azı bəzi balıqlar və lissamfibiyalar tərəfindən sintez edilir. Xitinin strukturu sellüloza ilə müqayisə oluna bilər, kristal nanofibrillər və ya bığlar əmələ gətirir. Funksional olaraq keratin proteini ilə müqayisə edilə bilər. Xitinin bir sıra tibbi, sənaye və biotexnoloji məqsədlər üçün faydalı olduğu sübut edilmişdir.

Bir yarpağ qanadının yaxından görünüşü. Qanad xitindən hazırlanmışdır.

β-(1→4)-bağlamasında uzun zəncirlər yaratmaq üçün təkrarlanan N-asetilqlükozamin vahidlərindən ikisini göstərən xitin molekulunun quruluşu.

Xitin molekulunun Havorh proyeksiyası.

Etimologiya

İngiliscə "xitin" sözü 1821-ci ildə yunanca χιτών (khitōn), örtük mənasını verən fransızca "xitine" sözündən yaranmışdır.

Bənzər "xiton" sözü qoruyucu qabığı olan dəniz heyvanına aiddir.

Kimya, fiziki xassələri və bioloji funksiyası

Xitinin quruluşu 1929-cu ildə Albert Hofmann tərəfindən müəyyən edilmişdir. Hofman Helix pomatia ilbizindən əldə etdiyi xitinaz fermentinin xam preparatından istifadə edərək xitini hidroliz etdi.

Xitin azot ehtiva edən dəyişdirilmiş polisaxariddir. Bu vahidlər kovalent β-(1→4)-bağlar əmələ gətirir . Beləliklə, xitin hər monomerdə bir hidroksil qrupunun bir asetilamin qrupu ilə əvəz olunduğu sellüloza kimi təsvir edilə bilər. Bu, bitişik polimerlər arasında hidrogen bağlarını artırmağa imkan verir, xitin-polimer matrisinə artan güc verir .

Saf, dəyişdirilməmiş formada xitin şəffaf, elastik, elastik və kifayət qədər güclüdür. Bununla belə, əksər artropodlarda o, ilk növbədə böcək ekzoskeletinin çox hissəsini təşkil edən aşılanmış zülal matrisi olan sklerotin kimi kompozit materialların tərkib hissəsi kimi tez-tez mutasiyaya uğrayır. Xitin xərçəngkimilərin və molyuskların qabıqlarında olduğu kimi kalsium karbonatla birləşdirildikdə daha güclü kompozit əmələ gətirir. Bu kompozit material təmiz xitindən çox daha sərt və sərtdir və təmiz kalsium karbonatdan daha güclü və daha az kövrəkdir. Saf və mürəkkəb formalar arasındakı digər fərqi tırtılın gövdəsinin çevik divarını (əsasən xitin) böcəyin sərt, yüngül elitronu ilə (çox miqdarda sklerotin ehtiva edən) müqayisə etməklə görmək olar .

Kəpənək qanadlarının tərəzilərində xitin, cütləşmə və yem axtarışı üçün fenotipik siqnal və rabitə rolunu oynayan müxtəlif parlaq rənglər istehsal edən fotonik xitin kristallarından tikilmiş giroid yığınları kimi təşkil edilir. Kəpənək qanadlarında olan xitinoz qiroidin kompleks dizaynı biomimikriya innovasiyası potensialına malik optik cihazlar üçün model yaradır. Cyphochilus cinsindən olan skarab böcəkləri də ağ işığı diffuz şəkildə əks etdirən son dərəcə nazik pulcuqlar (5-15 mikrometr qalınlığında) yaratmaq üçün xitindən istifadə edirlər. Bu tərəzilər işığın səpilməsinə xidmət edən, diametri yüzlərlə nanometr olan xitindən ibarət təsadüfi sıralanmış filamentlərdən ibarət şəbəkələrdir. Tərəzilərin qeyri-adi ağlığında çoxlu işıq səpilməsinin rol oynadığına inanılır.

Sağlamlığa təsiri

Protozoa, göbələklər, artropodlar və nematodlar kimi xitin istehsal edən orqanizmlər çox vaxt digər növlərin patogenləridir.

İnsanlar və digər məməlilər

Xitinoz sürfə ekzoskeletindən çıxır.

İnsanlarda və digər məməlilərdə xitini parçalaya bilən xitinaz və xitinazaya bənzər zülallar var. Onlar həmçinin immun cavabı başlataraq patogenlə əlaqəli molekulyar modeldə xitin və onun deqradasiya məhsullarını tanıya bilən bir neçə immun reseptoruna malikdirlər.

Xitin ilk növbədə ağciyərlərdə və ya mədə-bağırsaq traktında olur, burada eozinofillər və ya makrofaqlar vasitəsilə anadangəlmə immun sistemini, həmçinin T köməkçi hüceyrələri vasitəsilə adaptiv immun cavabı aktivləşdirə bilir. Dəri keratinositləri də xitin və ya xitin fraqmentlərinə cavab verə bilər.

İmmun reaksiya bəzən xitin və onunla əlaqəli orqanizmi təmizləyə bilir, lakin bəzən immun reaksiya patoloji olur və allergiyaya çevrilir ev tozu gənəsi allergiyasının xitinə reaksiya ilə bağlı olduğu düşünülür.

Bitkilər

Bitkilərin həmçinin xitinə cavab verə bilən reseptorları var. İlk xitin reseptoru 2006-cı ildə klonlaşdırılmışdır. Reseptorlar xitin tərəfindən aktivləşdirildikdə, bitki müdafiəsi ilə əlaqəli genlər ifadə edilir və jasmonat hormonları aktivləşir ki, bu da öz növbəsində sistem müdafiəsini aktivləşdirir. Bəzi patogenlər bu reseptorlardan buraxdıqları xitini maskalayan xitin bağlayan zülallar istehsal edirlər

İstinadlar

1. Tang, WJ; Fernandez, JG; Sohn, JJ; Amemiya, CT. "Chitin is endogenously produced in vertebrates". Curr Biol. 25 (7). 2015: 897–900. doi:10.1016/j.cub.2015.01.058. PMC 4382437. PMID 25772447.
2. Odier, Auguste. "Mémoire sur la composition chimique des parties cornées des insectes" [Memoir on the chemical composition of the horny parts of insects]. Mémoires de la Société d'Histoire Naturelle de Paris (fransız). presented: 1821. 1. 1823: 29–42. 2022-05-04 tarixində . İstifadə tarixi: 2022-04-08. la Chitine (c'est ainsi que je nomme cette substance de chiton, χιτον, enveloppe… [chitine (it is thus that I name this substance from chiton, χιτον, covering)]"
3. Hofmann, A. Über den enzymatischen Abbau des Chitins und Chitosans [On the enzymatic degradation of chitin and chitosan] (Tezis). Zurich, Switzerland: University of Zurich. 1929.
4. Karrer, P.; Hofmann, A. "Polysaccharide XXXIX. Über den enzymatischen Abbau von Chitin and Chitosan I". Helvetica Chimica Acta (alman). 12 (1). 1929: 616–637. doi:10.1002/hlca.19290120167.
5. Finney, Nathaniel S.; Siegel, Jay S. (PDF). Chimia. University of Zurich. 62 (5). 2008: 444–447. doi:10.2533/chimia.2008.444. 2013-06-16 tarixində orijinalından (PDF) arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2022-04-08.
6. Gilbert, Lawrence I. Insect development : morphogenesis, molting and metamorphosis. Amsterdam Boston: Elsevier/Academic Press. 2009. ISBN .
7. Kudô, K. Nest materials and some chemical characteristics of nests of a New World swarm-founding polistine wasp, (Hymenoptera Vespidae). Ethology, ecology & evolution 13.4 Oct 2001: 351-360. Dipartimento di biologia animale e genetica, Università di Firenze. 16 Oct 2014.
8. Bedian, L; Villalba-Rodríguez, AM; Hernández-Vargas, G; Parra-Saldivar, R; Iqbal, HM. "Bio-based materials with novel characteristics for tissue engineering applications - A review". International Journal of Biological Macromolecules. 98. May 2017: 837–846. doi:10.1016/j.ijbiomac.2017.02.048. PMID 28223133.
9. Jeffryes, C; Agathos, SN; Rorrer, G. "Biogenic nanomaterials from photosynthetic microorganisms". Current Opinion in Biotechnology. 33. June 2015: 23–31. doi:10.1016/j.copbio.2014.10.005. PMID 25445544.
10. Elieh Ali Komi, D; Sharma, L; Dela Cruz, CS. "Chitin and Its Effects on Inflammatory and Immune Responses". Clinical Reviews in Allergy & Immunology. 54 (2). 1 March 2017: 213–223. doi:10.1007/s12016-017-8600-0. PMC 5680136. PMID 28251581.
11. Gour, N; Lajoie, S. "Epithelial Cell Regulation of Allergic Diseases". . 16 (9). September 2016: 65. doi:10.1007/s11882-016-0640-7. PMC 5956912. PMID 27534656.
12. Sharp, Russell G. "A Review of the Applications of Chitin and Its Derivatives in Agriculture to Modify Plant-Microbial Interactions and Improve Crop Yields". Agronomy (ingilis). 3 (4). 21 November 2013: 757–793. doi:10.3390/agronomy3040757.