Citrase

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Citrat bezieht sich normalerweise auf Tri-n-butylcitrat, dessen chemischer Name 3-Hydroxy-3-carboxyglutarattributyl ist, ein Esterverbindung, farblose und transparente Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt, leicht löslich in Wasser, und die meisten organischen Lösungsmittel sind mischbar. Industriell wird es durch die Reaktion von Zitronensäure und n-Butanol gebildet. Es kann direkt als Weichmacher verwendet werden oder weiterverarbeitet werden zu einem Weichmacher mit hervorragenden Eigenschaften, Acetyltributylcitrat. Dieses Produkt ist niedrigtoxisch und kann als ungiftiger Weichmacher betrachtet werden. Es ist allgemein bekannt als umweltfreundlicher Weichmacher. Es kann Phthalatweichmacher mit eingeschränkten Anwendungen ersetzen.

Abbildung 1. Struktur von Citrase.

Einführungen

TBC Molekülformel C₁₈H₃₂O₇, molare Masse 360·44 g/mol, ist eine farblose oder hellgelbe Flüssigkeit, kann mit Aceton, CCl₄, Mineralöl, Essigsäure, Rizinusöl, Alkohol und deren Lösungsmitteln gemischt werden; unlöslich in Wasser, ungiftig und geschmacklos, geringe Flüchtigkeit, Hitzebeständigkeit, Lichtbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, gute Verträglichkeit mit Vinylharz, Celluloseacetat, Celluloseacetylbutyrat, Ethylcellulose, Benzylcellulose usw., ein Weichmacher mit guter Weichmachereffizienz; es ist auch antibakteriell ohne Wachstum von Bakterien, nicht reizend, flammhemmend und abbaubar; LDG50 Ratten oral >7 mL/(kg Körpergewicht), Katzen > 3,5 mL/(kg Körpergewicht), bei Verwendung von 10% hatten die Ratten, die mit TBC gefüttert wurden, nach 8 Wochen keine abnormalen Organe. TBC löst sich nicht im Tierkörper, sondern wird aus dem Körper ausgeschieden. Es hat keine Auswirkungen auf den Menschen und ist sicher. TBC-Qualität wird in hochwertige Produkte und erstklassige Produkte unterteilt. Die Indikatoren sind: Aussehen farblose transparente Flüssigkeit, nahezu farblose transparente Flüssigkeit; Farbe (Jodfarbmetrisch) ≤50; Säuregehalt (berechnet als Zitronensäure mg KOH/g) ≤0·015; Wassergehalt ≤0,3; Gehalt ≥99·7%; d2041·037~1·047.

Isomerie

Chemisch hat Butanol vier Isomere—n-Butanol, Isobutanol, sec-Butanol und tert-Butanol. Das entsprechende Tributylcitrat hat vier Isomere—drei Citrate. N-Butylester, Triisobutylcitrat, Tri-sec-Butylcitrat und Tri-tert-Butylcitrat. Industriell ist der beste Weichmacher Tri-n-Butylcitrat, gefolgt von Tri-Isobutylcitrat, und Tri-sec-Butylcitrat ist selten zu sehen.

Citrat als Metabolit

Citrat und Iso-Citrat sind Zwischenprodukte im Tricarbonsäurezyklus (TCA) in Mitochondrien und Bakterien. In Mitochondrien produziert Citrat-Synthase Citrat aus Oxalacetat (OAA) und Acetyl-CoA. Citrat kann von Mitochondrien in das Zytosol durch den Citratträger (CIC) transportiert werden, um OAA und Acetyl-CoA wiederherzustellen. Acetyl-CoA kann zur Synthese von Fettsäuren und zur Histonacetylierung verwendet werden. OAA kann in Pyruvat oder Laktat umgewandelt werden. Citrat hemmt die Glykolyse und den TCA-Zyklus und stimuliert die Gluconeogenese und die Lipidsynthese. Während der Entzündung regulieren aktivierte Makrophagen den TCA-Zyklus herunter und leiten Citrat von der ATP-Produktion in das Zytosol zur Produktion von Prostaglandin und, über NADPH, zur Produktion von NO und reaktiven Sauerstoffspezies. In Krebszellen ist CIC hochreguliert und Citrat wird von Mitochondrien in das Zytosol für anabole Prozesse geleitet.

Citrat als Chelatbildner

Citrat ist ein Chelatbildner für zwei- und dreiwertige Metallionen (Me²⁺, Me³⁺). Natriumcitrat wird als Blutgerinnungshemmer bei der Verarbeitung von Blutproben und während der Hämodialyse und Hämodialyse verwendet, da Citrat Ca²⁺ chelatiert, das ein wesentlicher Bestandteil der Blutgerinnungskaskade ist. Das Risiko einer Hypokalzämie und Hypomagnesiämie ist gering, da Citrat in den Nieren, der Leber und der Skelettmuskulatur metabolisiert wird und Calcium und Magnesium anschließend wieder in den Blutkreislauf freigesetzt werden. In der renalen Tubulusflüssigkeit und im Urin hält Citrat Ca²⁺ in löslicher Form, wodurch es an der Kristallisation als Calciumoxalat und -phosphat gehindert wird und Nierensteine bildet. Der Calcium-sensitiver Rezeptor (CaSR) im Tubulussystem reguliert den Citrattransport über den Dicarboxylat-Transporter NaDC1 aus der Tubulusflüssigkeit.

Referenz

1. Iacobazzi V.; et al. Citrate - new functions for an old metabolite. Biol Chem. 2014; 395(4): 387-399.