მეთილირება

მეთილირება — ქიმიურ მეცნიერებაში სუბსტრატზე მეთილის დამატება, ან მეთილის ჯგუფში ატომთა ან ჯგუფთა შენაცვლება. მეთილირება ალკილირების ფორმაა, მეთილის ჯგუფთან მიმართებით, ვიდრე ფართო ნახშირბადური ჯაჭვი, რომელიც წყალბადის ატომს ანაცვლებს. ტერმინები გამოიყენება ქიმიაში, ბიოქიმიაში, ნიადაგთმცოდნეობასა და ბიოლოგიაში.

ბიოლოგიურ სისტემებში მეთილირება ფერმენტების კატალიზია. ამგვარი მეთილირება შეიძლება ჩართული იყოს მძიმე ლითონების მოდიფიკაციაში, გენთა ექსპრესიის რეგულირებაში, ცილების ფუნქციათარეგულაციასა და პოსტტრანსკრიფციულ მოდიფიკაციაში. ქსოვილთა ნიმუშების ვიტამინების მეთილირება კონკრეტული ჰისტოლოგიური არტეფაქტების გადამუშავების ერთ-ერთი მეთოდია. მეთილირების თანამონაწილეს დემეთილირება ეწოდება.

ბიოლოგიაში

ბიოლოგიურ სისტემებში მეთილირება ფერმენტების მეშვეობით მიმდინარეობს. მეთილირებით მძიმე ლითონების მოდიფიცირებაა შესაძლებელი, ასევე გენთა ექსპრესიის რეგულირება, რნმ-ის პროცესისა და ცილის ფუნქციონირების უზრუნველყოფა. მეთილირება ეპიგენეტიკის ფუნდამენტურ პროცესად მიიჩნევა. მედიცინაში მეთილირების ციკლი სხვადასხვა სისტემის მეტაბოლიზმს უკავშირდება, მათ შორის დნმ-ისა და გლუტათიონის წარმოქმნას.

მეთანოგენეზისის ციკლი, ნაჩვენებია ინტერმედიატებიც.

მეთანოგენეზისი

მეთანოგენეზისი არის პროცესი, რომელიც მეთანს წარმოქმნის, რაც მეთილირების რეაქციების სერიათა შედეგია. ამ რეაქციებზე გავლენას ახდენს ფერმენტების ნაკრები, რომელსაც ანაერობული მიკრობების ოჯახი ინახავს. მეთანოგენეზისის საპირისპირო შემთხვევაში მეთანი მეთილატურ აგენტად მოქმედებს.

O-მეთილტრანსფერაზა

ფენოლთა დიდი რაოდენობა O-მეთილაციის შედეგად ანისოლების დერივაციებს წარმოქმნის. ამ პროცესში კატალიზის როლს ფერმენტები ასრულებენ და მთავარი რეაქციაა მცენარეთა მთავარი სტრუქტურული კომპონენტების, ლიგონების, ლიგნინებისა და პერკურსორების ბიოსინთეზში.

5-O-მეთილირება

მცენარეები ფლავონოიდებსა და იზოფლავონებს ჰიდროქსილის ჯგუფებზე მოქმედებით წარმოქმნიან. 5-O მეთილირება გავლენას ახდენს ფლავონოიდების წყალში ხსნადობაზე. 5-O-მეთილირების მაგალითებია 5-O-მეთილგენშტეინი, 5-O-მეთილმირიცეტინი ან 5-0-მეთილკვერცეტინი.

ძიმე ლითონები: დარიშხანი, ვერცხლისწყალი, კადმიუმი

ბიომეთილირება ზოგიერთი მძიმე ლითონის გარდაქმნის გზაა, რათა ისინი უფრო მობილურები და უფრო ლეტელური დერივაციული სახე მიიღონ, რათა კვების ჯაჭვში შეაღწიონ. დარიშხანის ნაერთების ბიომეთილირრება მეთილდარიშხანის მჟვის წარმოქმნით იწყება. ამგვარად, სამვატელნტური არაორგანული დარიშხანის ნივთიერება ისეა მეთილირებული, რომ მეთანარსონატი წარმოიქმნება. S-ადენოსილმეთიონინი მეთილის დონორია. მეთანარსონატები დიმეთილარსონატების პრეკურსორებია. მსგავსი პროცესი მიმდინარეობს ვერცხლისწყლისმეთილის ბიოსინთეზისას.

ქიმიაში

ორგანულ ქიმიაში ტერმინი მეთილირება ეხება ალკალირების პროცესს და გამოიყენება CH₃ ჯგუფთან.

ელექტროფილური მეთილირება

მეთილირება ჩვეულებრივ მიმდინარეობს ელექტროფილური წყაროების გამოყენებით, როგორიცაა იოდომეთანი, დიმეთილის სუფატი, დიმეთილის კარბონატი და ტეტრაქლორამონიუმის ქლორიდი. უფრო ნაკლებ გავრცელებული, მაგრამ უფრო ძლიერი (და უფრო სახიფათოც) მეთილატი რეაგენტებია მეთილის ტრიფლეტი, დიაზომეთანი და მეთილის ფლოროსულფანატი (მაგიური მეთილი). ეს რეაგენტები S_N2 ნუკლეოფილური მიმოცვლით რეაგირებენ. მაგალითად, კარბოქსილატი შეიძლება ჟანგბადით მეთილირდეს და მეთილის ესტერი წარმოქმნას. კეტონის ენოლის ნახშირბადზე მეთილირებით ახალი კეტონის წარმოქმნაა შესაძლებელი.

ეშვაილერ-კლარკის მეთილირება

ეშვაილერ-კლარკის რეაქცია ამინების მეთილირების მეთოდია. ეს მეტოდი თავიდან იცილებს მენშუტრკინის რეაქციის რისკებს, რომელიც მაშინ ხდება, როცა ამინები მეტილის ჰალიდებთან მეთილირდება.

ეშვაილერ-კლარკის რეაქცია გამოიყენება ამინების მეთილირებისთვის.

ბიბლიოგრაფია

• Matthews, R. G.; Smith, A. E.; Zhou, Z. S.; Taurog, R. E.; Bandarian, V.; Evans, J. C.; Ludwig, M. (2003). „Cobalamin-Dependent and Cobalamin-Independent Methionine Synthases: Are There Two Solutions to the Same Chemical Problem?“. Helvetica Chimica Acta. 86 (12): 3939–3954. doi:10.1002/hlca.200390329.
• Styblo, M.; Del Razo, L. M.; Vega, L.; Germolec, D. R.; LeCluyse, E. L.; Hamilton, G. A.; Reed, W.; Wang, C.; Cullen, W. R.; Thomas, D. J. (2000). „Comparative toxicity of trivalent and pentavalent inorganic and methylated arsenicals in rat and human cells“. Archives of Toxicology. 74 (6): 289–299. doi:10.1007/s002040000134.CS1-ის მხარდაჭერა: იყენებს ავტორის პარამეტრს (link)
• Rana, Ajay K.; Ankri, Serge (2016-01-01). „Reviving the RNA World: An Insight into the Appearance of RNA Methyltransferases“. Front Genet. 7: 99. doi:10.3389/fgene.2016.00099. PMC 4893491. PMID 27375676.
• Choi, Junhong; Ieong, Ka-Weng; Demirci, Hasan; Chen, Jin; Petrov, Alexey; Prabhakar, Arjun; O'Leary, Seán E.; Dominissini, Dan; Rechavi, Gideon (February 2016). „N6-methyladenosine in mRNA disrupts tRNA selection and translation-elongation dynamics“. Nature Structural & Molecular Biology (ინგლისური). 23 (2): 110–115. doi:10.1038/nsmb.3148. ISSN 1545-9993. PMC 4826618. PMID 26751643.
• Stewart, Kendal. (15 September 2017) Methylation (MTHFR) Testing & Folate Deficiency. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 12 ოქტომბერი 2017. ციტირების თარიღი: 31 მაისი 2019.
• Walsh, Christopher (2006) „Chapter 5 – Protein Methylation“, Posttranslational modification of proteins: expanding nature's inventory. Roberts and Co. Publishers. ISBN 978-0-9747077-3-0. 
• Grewal, S. I.; Rice, J. C. (2004). „Regulation of heterochromatin by histone methylation and small RNAs“. Current Opinion in Cell Biology. 16 (3): 230–238. doi:10.1016/j.ceb.2004.04.002. PMID 15145346.
• Nakayama, J. -I.; Rice, J. C.; Strahl, B. D.; Allis, C. D.; Grewal, S. I. (2001). „Role of Histone H3 Lysine 9 Methylation in Epigenetic Control of Heterochromatin Assembly“. Science. 292 (5514): 110–113. Bibcode:2001Sci...292..110N. doi:10.1126/science.1060118. PMID 11283354.
• March, Jerry; Smith, Michael W (2001) March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-58589-3. 
• Vyas, G. N.; Shah, N. M. (1951). „Quninacetophenone monomethyl ether“. Organic Syntheses. 31: 90. doi:10.15227/orgsyn.031.0090.
• Hiers, G. S. (1929). „Anisole“. Organic Syntheses. 9: 12. doi:10.15227/orgsyn.009.0012.
• Icke, Roland N.; Redemann, Ernst; Wisegarver, Burnett B.; Alles, Gordon A. (1949). „m-Methoxybenzaldehyde“. Organic Syntheses. 29: 63. doi:10.15227/orgsyn.029.0063.
• Tundo, Pietro; Selva, Maurizio; Bomben, Andrea (1999). „Mono-C-methylathion of arylacetonitriles and methyl arylacetates by dimethyl carbonate: a general method for the synthesis of pure 2-arylpropionic acids. 2-Phenylpropionic acid“. Organic Syntheses. 76: 169. doi:10.15227/orgsyn.076.0169.
• Nenad, Maraš; Polanc, Slovenko; Kočevar, Marijan (2008). „Microwave-assisted methylation of phenols with tetramethylammonium chloride in the presence of K₂CO₃ or Cs₂CO₃“. Tetrahedron. 64 (51): 11618–11624. doi:10.1016/j.tet.2008.10.024.

რესურსები ინტერნეტში

• deltaMasses დაარქივებული 2016-04-18 საიტზე Wayback Machine. Detection of Methylations after Mass Spectrometry