Siaalihapporakenne, toiminnot ja sairaudet

siaalihapot ne ovat yhdeksän hiiliatomin monosakkarideja. Ne kuuluvat neuramiinihappojohdannaisten (5-amino-3,5-dideoksi-D-glykero-D-galakto-nonulosonihappo) perheeseen ja ovat laajalti jakautuneita luonnossa, erityisesti eläinkunnassa.

Ne eivät normaalisti esiinny vapaina molekyyleinä, vaan ne on yhdistetty a-glykosidisidoksilla hiilihydraattimolekyyleihin tai muihin siaalihappomolekyyleihin, ja ne voivat sitten käyttää terminaalisia tai sisäisiä positioita hiilihydraattien lineaarisessa ketjussa.

Termi "siaalihappo" määriteltiin ensimmäisen kerran Gunnar Blix vuonna 1957, vaikka edellinen raportteja muiden tutkijoiden sanoa niiden löytö on peräisin yhdestä tai kahdesta menneinä vuosikymmeninä, kun ne on kuvattu osana glykoproteiinien sialofosfoproteiinin mucínicas ja sfingolipidit sialofosfoproteiinin (gangliosidi).

Siaalihapot ovat läsnä suuressa osassa luontoa. Jotkin virukset, patogeeniset bakteerit, alkueläimet, äyriäiset, lumimyrskyt, hyönteiset ja selkärankaiset, kuten kalat, sammakkoeläimet, linnut ja nisäkkäät, on havaittu. Ne eivät ole päinvastoin todettu sienissä, levissä tai kasveissa.

indeksi

• 1 Rakenne
• 2 Toiminnot
  • 2.1 Toiminta solujen tarttumisprosesseissa
  • 2.2 Rooli veren komponenttien elinaikana
  • 2.3 Immuunijärjestelmän toiminnot
  • 2.4 Muut toiminnot
• 3 Taudit
• 4 Viitteet

rakenne

Siaalihapot esiintyvät pääasiassa glykoproteiinien ja pinta-glykolipidien terminaalisessa osassa, jolloin nämä glykokonjugaatit ovat hyvin erilaisia. Differentiaaliset "sialylaatiomallit" ovat kudospesifisten glykosyylitransferaasien (sialyylitransferaasien) ilmentymisen tuote.

Rakenteellisesti, sialihappojen kuuluvat perheeseen 40 luonnollisten johdannaisten Neuramiinihapon, jotka ovat N-asyloidaan, jolloin kaksi "vanhempien" rakenteet: N-asetyylineuramiinihapon (Neu5Ac) tai N-glykolyyli-(Neu5Gc).

Sen rakenteelliset ominaisuudet sisältävät aminoryhmän läsnäolon (jota voidaan modifioida) asemassa 5 ja karboksyyliryhmän asemassa 1, joka voidaan ionisoida fysiologisessa pH: ssa. Hapettamaton C-3-hiili ja glyserolimolekyyli C-6-asemassa.

Monet johdannaiset syntyvät hydroksyyliryhmien substituoinnista asemissa C-4, C-7, C-8 ja C-9 asetyyli-, glykoli-, laktyyli-, metyyli-, sulfaatti- ja fosfaattiosilla; sekä kaksoissidosten lisääminen C-2: n ja C-3: n välillä.

Terminaalin lineaarinen asento, liitto osan siaalihapon oligosakkaridiketju liittyy α-glykosidisidoksen ja anomeeristen hydroksyyliryhmä hiili C-2 siaalihapon ja hydroksyyliryhmien hiilien C-3, C- 4 tai C-6 monosakkaridin osan.

Nämä sidokset voivat olla galaktoositähteiden, N-asetyyliglukosamiinin, N-asetyyli- galaktosamiinin ja joidenkin ainutlaatuisten gangliosidien, glukoosin, välillä. Ne voidaan antaa N-glykosidi- tai O-glykosidisidoksilla.

tehtävät

Uskotaan, että siaalihapot auttavat parasiittisia organismeja selviytymään isäntäorganismissa; esimerkki tästä ovat nisäkkäiden taudinaiheuttajat, jotka tuottavat siaalihappo- aineenvaihdunta-entsyymejä (sialidaaseja tai N-asetyylinuramiinilaseja).

Kukaan ei nisäkkään laji, jolle ei ole raportoitu läsnä siaalihapon osana glykoproteiinien yleensä glykoproteiinit seerumia, limakalvojen, osana solun pinnan rakenteiden tai osana monimutkaisia ​​hiilihydraatteja.

Niitä on todettu ihmisten, nautojen, lampaiden, koirien ja sikojen maidon ja ternimaidon happamissa oligosakkarideissa sekä myös rottien ja ihmisten virtsassa..

Toiminto solujen tarttumisprosesseissa

Glykokonjugaatteilla, joissa on osia siaalihappoa, on tärkeä rooli naapurisolujen ja solujen ja niiden ympäristön välisessä tiedonvaihdossa..

Siaalihapon läsnäolo solukalvoissa edistää negatiivisen varauksen muodostumista pinnalle, jolla on positiivisia seurauksia joillekin sähköstaattisen tukahduttamisen tapahtumille solujen ja joidenkin molekyylien välillä.

Lisäksi negatiivinen varaus antaa membraanissa olevien siaalihappojen roolin positiivisesti varautuneiden ionien kuljetuksessa.

On raportoitu, että siaalihappo helpottaa endoteelin ja epiteelin sitoutumista emäksiseen glomerulaariseen membraaniin, ja tämä vaikuttaa myös näiden solujen väliseen kosketukseen.

Rooli veren komponenttien elinaikana

Siaalihapolla on tärkeitä toimintoja osana glykoporiinia A erytrosyyttien plasmamembraanissa. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että siaalihapon pitoisuus on kääntäen verrannollinen näiden solujen ikään.

Neuraminidaasientsyymeillä käsitellyt erytrosyytit, jotka ovat vastuussa siaalihapon hajoamisesta, vähentävät merkittävästi niiden puoliintumisaikaa verenkierrossa 120 päivästä muutamaan tuntiin. Sama tapaus on havaittu verihiutaleiden kanssa.

Trombosyytit menettävät adheesiota ja aggregaatiokykyä, jos pinta-proteiineissa ei ole siaalihappoa. Lymfosyyteissä siaalihapolla on myös tärkeä rooli solujen tarttumis- ja tunnistamisprosesseissa sekä vuorovaikutuksessa pintareseptoreiden kanssa..

Toiminnot immuunijärjestelmässä

Immuunijärjestelmä pystyy erottamaan omia tai invasiivisia rakenteita, jotka perustuvat kalvoissa olevien siaalihappomallien tunnistamiseen..

Siaalihapolla sekä entsyymeillä neuraminidaasilla ja sialyylitransferaasilla on tärkeitä säätelyominaisuuksia. Siaalihapon terminaalisilla osilla plasmamembraaniglyko- konjugaatteissa on peittofunktioita tai kalvon reseptoreita.

Lisäksi useat tekijät ovat esittäneet mahdollisuuden, että siaalihapolla on antigeenisiä toimintoja, mutta se ei ole vielä varmasti tiedossa. Siaalihappotähteiden peittämisen toiminnot ovat kuitenkin hyvin tärkeitä solujen säätelyssä.

Peittäminen voi olla suora tai epäsuora merkitys suojus, riippuen siitä, onko siaalihapon osa suoraan kattaa antigeenisen hiilihydraatin jäännös, tai on siaalihapon viereisen glykokonjugaatti joka peittää antigeeninen osa.

Jotkut vasta-aineilla Neu5Ac-tähteitä, joilla on virusta neutraloivia ominaisuuksia, koska nämä immunoglobuliinit pystyvät estämään tarttumista viruksen konjugaattien sialofosfoproteiinin (glykokonjugaatit osien kanssa siaalihapon) solukalvossa.

Muut toiminnot

Siaalihapot vaikuttavat suolistossa yhtä tärkeään rooliin, koska ne ovat osa limakalvoja, joilla on voitelu- ja suojaominaisuudet, jotka ovat välttämättömiä koko organismille..

Lisäksi siaalihapot ovat läsnä myös keuhkoputkien, mahalaukun ja suoliston epiteelisolujen kalvoissa, joissa ne ovat mukana kuljetuksessa, erittymisessä ja muissa metabolisissa prosesseissa..

sairaudet

Tunnetaan lukuisia sairauksia, joihin liittyy poikkeavuuksia siaalihapon metaboliassa ja jotka tunnetaan sialidoosina. Merkittävimpiä ovat sialuria ja Sallan tauti, jolle on ominaista virtsan erittyminen suurilla määrillä vapaita siaalihappoja.

Muut immunologisen sairauden sairaudet liittyvät anabolisten ja katabolisten entsyymien muutoksiin, jotka liittyvät siaalihapon metaboliaan, mikä aiheuttaa glykokonjugaattien poikkeavaa kertymistä sialihapon annoksilla.

Tunnetaan myös joitakin veritekijöihin liittyviä sairauksia, kuten trombosytopenia, joka koostuu veren trombosyyttien määrän laskusta, joka todennäköisesti johtuu siaalihapon puutteesta kalvossa..

Von Willebrandin tauti vastaa trombosyyttien adheesiokyvyn puutetta verisuonten seinän subendoteelimembraaniglykonjugaatteihin, jotka johtuvat glykosylaation tai sialylaation puutteista tai puutteista.

Glanzmannin trombasteenia on toinen synnynnäinen trombosyyttien aggregaatiohäiriö, jonka juurena on viallisten glykoproteiinien läsnäolo trombosyyttikalvossa. On osoitettu, että näiden glykoproteiinien viat liittyvät Neu5Ac: n vähentyneeseen pitoisuuteen.

viittaukset

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Orgaaninen kemia (1. painos). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, A. V. (2008). Kemiallisen glykosylaation käsikirja: Stereoselektiivisyyden ja terapeuttisen merkityksen edistyminen. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Sialihappojen biologia. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Siaalihapot: kemia, aineenvaihdunta ja toiminta. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Siaalihappojen rakenne, toiminta ja aineenvaihdunta. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330-1349.