Arseniato

Arseniato
Struttura dello ione arseniato.
Identificazione
Nome IUPAC arsorate
Sinonimi

tetraoxoarsenate (V)

N o CAS 15584-04-0
PubChem 27401
ChEBI 29125
SORRISI [O -] [As] (= O) ([O -]) [O-]
PubChem , vista 3D
InChI InChI: visualizzazione 3D
InChI = 1 / AsH3O4 / c2-1 (3,4) 5 / h (H3,2,3,4,5) / p-3 / fAsO4 / q-3
InChIKey:
DJHGAFSJWGLOIV-ZZDKPDQECZ
Std. InChI: vista 3D
InChI = 1S / AsH3O4 / c2-1 (3,4) 5 / h (H3,2,3,4,5) / p-3
Std. InChIKey:
DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K
Proprietà chimiche
Formula bruta Come O 4
Massa molare 138,9192 ± 0,0012  g / mol
Come 53,93%, O 46,07%,
Unità di SI e STP se non diversamente specificato.

In chimica inorganica , un arseniato è un sale di acido arsenico H 3 AsO 4, contenente lo ione arseniato AsO 4 3−, analogamente ai fosfati PO 4 3−rispetto all'acido fosforico H 3 PO 4. È un veleno violento per gli esseri viventi, in particolare bloccando la formazione di ATP mediante glicolisi .

È la forma più comune di arsenico nel suolo. Confuso con i fosfati che sono un nutriente per le piante, può penetrare nelle radici e contaminare le piante. Ma diverse specie o ceppi di piante hanno sviluppato una certa resistenza ad esso, tra cui il Woolly Houlque , o anche Deschampsia cespitosa (L.) Beauv e Agrostis capillaris .

In mineralogia

Gli arseniati sono minerali rari, tossici in determinate forme (alcuni contengono più piombo oltre all'arsenico che contengono tutti).

Si trovano principalmente nella zona di ossidazione dei depositi metalliferi. Si formano lì a scapito di solfuri , solfo-arseniuri e arseniuri .

Ci sono una ventina di specie.

La forma generale è AsO 43- con altri elementi per compensare le tre cariche negative.

Esempi:

In biologia

Riduzione dell'arsenite

Il potenziale redox standard della coppia As (III) / As (V) è +560 mV , il che significa che nelle condizioni riducenti del citoplasma, gli ioni arseniato vengono gradualmente convertiti in arsenito. Reagisce fortemente con arsenito tiolo funzioni . Questo porta all'inattivazione dell'acido lipoico che è il cofattore della piruvato deidrogenasi e della 2-ossoglutarato deidrogenasi coinvolte nel ciclo di Krebs . Un gran numero di enzimi contenenti cisteine nel loro sito attivo sono anche inibiti in modo irreversibile in presenza di arsenite. È il principale meccanismo di tossicità cellulare dell'arsenico.

Avvelenamento da glicolisi

I composti dell'arsenico sono molto tossici per gli organismi terrestri viventi in quanto si comportano come analoghi chimici dei composti biologici del fosforo senza avere esattamente le stesse proprietà termodinamiche. In particolare, i composti dell'arsenico sono significativamente meno stabili delle loro controparti di fosforo. Pertanto, l'anione arseniato di idrogeno HAsO 4 2−può sostituire un idrogenofosfato HPO 4 2−(comunemente chiamato fosfato inorganico abbreviato in Pi ) al settimo passaggio della glicolisi che normalmente porta alla formazione di 1,3-bisfosfoglicerato da parte della gliceraldeide fosfato deidrogenasi  :

G3P-2D-skeletal.png + NAD + + Pi  NADH + H + +   1,3-bisphosphoglycerate.png
Gliceraldeide-3-fosfato 1,3-Bifosfoglicerato

L' 1-Arsénio-3-fosfoglicerato , che si forma incorporando arseniato anziché fosfato è molto meno stabile dell'idrolisi 1,3-bisfosfoglicerato e prima che possano formare l' ATP nella fase successiva della glicolisi, catalizzata dalla fosfoglicerato chinasi  :

1,3-bisphosphoglycerate.png + ADP  ATP +   Glicerato 3-fosfato.svg
1,3-Bifosfoglicerato 3-fosfoglicerato

Questo è il motivo per cui lo ione arseniato porta rapidamente alla morte cellulare , privando la cellula del suo ATP, cioè della sua energia metabolica, di cui la glicolisi è la principale fonte.

Caso di batteri GFAJ-1 da Mono Lake

Tuttavia, nel dicembre 2010 , un team di biologi della NASA ha pubblicato la scoperta a Mono Lake , in California , di un batterio ( GFAJ-1 ) in grado di crescere in un ambiente in cui il fosforo è stato sostituito dall'arsenico  : i batteri coltivati ​​in tale terreno crescono a un tasso del 60% del normale tasso di crescita in presenza di fosforo, e raggiungere dimensioni maggiori del 50%, apparentemente legate alla presenza di grandi vacuoli .

La distribuzione dell'arsenico radioattivo 73 nei frammenti di questi batteri suggerisce che l'arsenico sarebbe stato incorporato nei lipidi , nelle proteine e negli acidi nucleici - a priori nel quadro del desossiribosio fosfato che trasporta le basi nucleiche nei doppi. - DNA fili che costituiscono il loro materiale genetico . Tuttavia, resta da isolare e caratterizzare i composti di arsenico indirettamente rilevati da questo esperimento al fine di verificare se sono biologicamente attivi, per specificare in che misura l'arsenico potrebbe sostituire il fosforo nella biochimica di questi organismi e, se necessario, per studiare come questi batteri compensano, a livello della loro biologia cellulare e molecolare , la stabilità inferiore dei composti dell'arsenico rispetto ai loro omologhi del fosforo.

Dalla pubblicazione originale, questa interpretazione dell'incorporazione di arseniato nei composti biologici ha suscitato un notevole scetticismo nella comunità scientifica, per una serie di ragioni sia fondamentali sopra menzionate che altre più tecniche: l'arsenato è ridotto ad arsenite nel citoplasma, gli esteri di arseniato sono molto instabile, i controlli sperimentali dell'articolo originale erano discutibili e alcune prove circostanziali.

Due anni dopo, diversi gruppi hanno invalidato le proposte iniziali delle squadre della NASA. GFAJ-1 non incorpora l'arsenico nel DNA o in altri composti biologici, anche in presenza di alte concentrazioni di arseniato nel mezzo di coltura. Al contrario, risulta che questo microrganismo ha sviluppato elevate capacità di resistenza all'arsenico ed è in grado di recuperare tracce di fosfato residuo per garantirne la crescita.

Articoli Correlati

link esterno

Bibliografia

Riferimenti

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