Ryšio glikozidinės savybės, tipai ir nomenklatūra

The glikozidinių obligacijų yra kovalentinės jungtys, atsirandančios tarp cukrų (angliavandenių) ir kitų molekulių, kurios gali būti kitos monosacharidai arba kitos skirtingos rūšies molekulės. Šios sąsajos leidžia gyventi daugelį pagrindinių komponentų, ne tik kuriant rezervinį kurą ir struktūrinius elementus, bet ir informacinių transporto molekulių, būtinų ląstelių ryšiui..

Polisacharidų susidarymas pirmiausia priklauso nuo glikozidinių ryšių tarp atskirų monosacharidų vienetų laisvojo alkoholio arba hidroksilo grupių sukūrimo..

Tačiau, kai kurių sudėtingų polisacharidai, turintys modifikuotas cukrų, kurie pridedami prie mažų molekulių arba grupių, tokių kaip amino, sulfato ir acetilo glikozidiniais ryšiais, kurie nebūtinai metu naudojamos vandens molekulės išsiskyrimą pagal kondensacijos reakcijos. Šie pokyčiai yra labai paplitęs glikanus esantis tarpląsteliniame ar glycocalyx.

Glikozidiniai ryšiai atsiranda daugelyje ląstelių kontekstų, tarp jų ir kai kurių sfingolipidų polinės galvos grupės, esminių daugelio organizmų ląstelių membranų sudedamųjų dalių ir glikoproteinų bei proteoglikanų susidarymo..

Svarbūs polisacharidai, tokie kaip celiuliozė, kitinas, agaras, glikogenas ir krakmolas, nebūtų įmanomi be glikozidinių jungčių. Panašiai baltymų, esančių endoplazminiame tinkle ir Golgi komplekse, glikozilinimas yra labai svarbus daugelio baltymų aktyvumui..

Daugelis oligo- ir polisacharidų veikia kaip gliukozės rezervuarai, kaip struktūriniai komponentai arba kaip klijai ląstelių surišimui audiniuose..

Tarp glikozidų jungtimis į oligosacharidų santykiai yra analogiška peptidų obligacijų polipeptidų ir fosfodiesterio ryšius į polinukleotidams, su tuo skirtumu, kad glikozidiniai įvairesniems.

Indeksas

• 1 Charakteristikos
  • 1.1 Glikozidinės jungties formavimasis
  • 1.2 Glikozidinės jungties hidrolizė
  • 1.3 Įvairovė
• 2 tipai
  • 2.1 O-glikozidinės jungtys
  • 2,2 N-glikozidinės jungtys
  • 2.3 Kitos glikozidinių obligacijų rūšys
• 3 Nomenklatūra
• 4 Nuorodos

Savybės

Glikozidinės jungtys yra daug įvairesnės nei jų analogai baltymuose ir nukleorūgštyse, nes iš esmės dvi cukraus molekulės gali būti susietos daugeliu būdų, nes jos turi kelias -OH grupes, kurios gali dalyvauti mokymuose. nuorodą.

Be to, monosacharidų izomerai, t. Y. Vienas iš dviejų orientacijų, kurių hidroksilo grupė gali turėti ciklinėje struktūroje anomerinės anglies atžvilgiu, suteikia papildomą įvairovės lygį..

Izomerai turi skirtingas trimatis struktūras, taip pat skirtingas biologines veiklas. Celiuliozė ir glikogenas susideda iš pakartotinių D-gliukozės vienetų, tačiau skiriasi glikozidinės jungties tipu (α1-4 glikogenui ir β1-4 celiuliozei), todėl turi skirtingas savybes ir funkcijas.

Ir polipeptidai turėti poliškumą su N- ir C- kitą, ir polinukleotidai turi 5 'ir 3', oligo- arba polisacharidų turėti poliškumą apibrėžtą redukcinių galuose ir neredukuojančių.

Redukciniame gale yra laisvas anomerinis centras, kuris nesudaro glikozidinės jungties su kita molekule, tokiu būdu išlaikant aldehido cheminį reaktingumą..

Glikozidinė jungtis yra labiausiai lankstus oligo- arba polisacharido fragmento regionas, nes atskirų monosacharidų kėdės struktūrinė konformacija yra palyginti standi.

Glikozidinės jungties susidarymas

Glikozidinė jungtis gali surišti dvi monosacharidų molekules per anomerinę anglies atomą ir kitos hidroksilo grupę. Tai reiškia, kad vieno cukraus hemiacetalinė grupė reaguoja su kito alkoholio grupe ir sudaro acetalą.

Apskritai, šių ryšių susidarymas vyksta kondensacijos reakcijomis, kai kiekviena jungtis suformuoja vandens molekulę.

Tačiau kai kuriose reakcijose deguonis nepalieka cukraus molekulės kaip vandens, bet kaip uridino difosfato nukleotido difosfato grupės dalis.

Reakcijas, kurios sukelia glikozidinius ryšius, katalizuoja fermentų grupė, žinoma kaip glikozilransferazės. Jie susidaro tarp cukraus, kovalentiškai modifikuoto pridedant fosfato grupę arba nukleotidą (pvz., 6-fosfato gliukozę, UDP-galaktozę), kuris jungiasi prie augančios polimero grandinės.

Glikozidinės jungties hidrolizė

Glikozidiniai ryšiai gali lengvai hidrolizuotis šiek tiek rūgštioje aplinkoje, tačiau jie atsispindi gana šarminėje aplinkoje.

Glikozidinių ryšių fermentinę hidrolizę skatina fermentai, žinomi kaip glikozidazės. Daugelis žinduolių neturi šių fermentų celiuliozės skaidymui, todėl jie negali išgauti energijos iš šio polisacharido, nepaisant to, kad jis yra pagrindinis pluošto šaltinis..

Paukščiai, pavyzdžiui, karvės, turi su savo žarnyne susietas bakterijas, kurios gamina fermentus, galinčius nugriauti joje esančią celiuliozę, todėl jie gali pasinaudoti augalų audiniuose saugoma energija..

Fermentas lizocimas gaminami iš akies ir kai bakterijų viruso ašaros, yra galintis sunaikinti bakterijas dėl savo hidrolizinio veiklos, kuri skaldo glikozidine jungtimi tarp N-acetilglukozaminu ir N-acetylmuramic rūgšties ląstelės sienelės bakterijos.

Įvairovė

Oligosacharidai, polisacharidai arba glikanai yra labai įvairios molekulės, ir tai yra dėl daugelio būdų, kuriais monosacharidai gali būti susieti, kad sudarytų aukštesnės kategorijos struktūras..

Ši įvairovė prasideda nuo to, kaip minėta pirmiau, kad cukruose yra hidroksilo grupės, leidžiančios skirtingus rišimosi regionus, ir kad jungtys gali atsirasti tarp dviejų galimų stereoizomerų cukraus anominės anglies (α arba β) atžvilgiu..

Glikozidiniai ryšiai gali būti suformuoti tarp cukraus ir bet kokio hidroksilinto junginio, pavyzdžiui, alkoholių arba aminorūgščių.

Be to, monosacharidas gali sudaryti dvi glikozidines jungtis, todėl jis gali būti šakos taškas, galintis sukelti glikanų ar polisacharidų struktūros sudėtingumą ląstelėse.

Tipai

Kaip ir tipų glikozidų jungtimis yra atitinkamų, galima išskirti dvi kategorijas: glikozidiniais ryšiais tarp monosacharidų sudarančių oligo- ir polisacharidų, ir glikozidų jungtimis pasitaikančių glikoproteinų arba glikolipidų, baltymų arba lipidų su porcijomis glucides.

O-glikozidinės jungtys

Tarp monosacharidų atsiranda O-glikozidinių jungčių, susidariusių tarp vienos cukraus molekulės hidroksilo grupės ir kitos anomerinės anglies..

Disacharidai yra tarp labiausiai paplitusių oligosacharidų. Polisachariduose yra daugiau kaip 20 vienetų monosacharidų, susietų linijiniu būdu, o kartais ir keliose šakose.

Disachariduose, tokiuose kaip maltozė, laktozė ir sacharozė, labiausiai paplitusi glikozidinė jungtis yra O-glikozidinis tipas. Šios jungtys gali atsirasti tarp angliavandenilių ir α arba β izomerų formų.

Glikozidinių jungčių susidarymas oligo- ir polisachariduose priklausys nuo susimaišančių cukrų stereocheminės prigimties, taip pat nuo jų anglies atomų skaičiaus. Apskritai, angliavandenių, turinčių 6 anglies junginius, linijinės jungtys atsiranda tarp 1 ir 4 arba 1 ir 6 anglies.

Yra du pagrindiniai O tipai-glikozidai, kurie, priklausomai nuo nomenklatūros, yra apibrėžiami kaip α ir β arba 1,2-cis ir 1,2-trans-glikozidai.

Atliekos 1,2-cis glikozilinti, α-glikozidai D-gliukozei, D-galaktozei, L-fukozei, D-ksilozei arba β-glikozidams D-manozei, L-arabinozei; taip pat 1,2-trans (D-gliukozės, D-galaktozės ir α-glikozidų β-glikozidai D-manozei ir tt) yra labai svarbūs daugeliui natūralių komponentų..

O-glikozilinimas

Vienas iš labiausiai paplitusių po transliacijos modifikacijų yra glikozilinimas, kuris apima gliukidinės dalies pridėjimą prie augančio peptido arba baltymo. Mucinai, sekreciniai baltymai, gali turėti daug oligosacharidų grandinių, susietų su O-glikozidinėmis jungtimis.

Iš O-glikozilinimo procesas vyksta Golgi komplekso eukariotų ir susideda iš surišant baltymais cukraus fragmentu glikozidiniu jungtimi tarp OH grupės aminorūgšties liekana serinu arba treonino ir anomerini anglies cukrus.

Taip pat pastebėta šių jungčių susidarymo tarp angliavandenių ir hidroksiprolino ir hidroksilizino liekanų susidarymas su tirolino liekanų fenolio grupe..

N-glikozidinės jungtys

N-glikozidiniai ryšiai yra labiausiai paplitę tarp glikozilintų baltymų. N-glikozilinimas vyksta daugiausia eukariotų endoplazminiame tinkle, su vėlesniais pakeitimais, kurie gali atsirasti Golgi komplekse..

N-glikozilinimas priklauso nuo konsensuso sekos Asn-Xxx-Ser / Thr buvimo. Glikozidinė jungtis yra tarp asparagino liekanų šoninės grandinės amido azoto ir cukraus, prisijungiančio prie peptido grandinės, anomerinės anglies..

Šių ryšių susidarymas glikozilinimo metu priklauso nuo fermento, žinomo kaip oligosacharltransferazė, kuri perkelia oligosacharidus iš dolicholio fosfato į asparagino liekanų amidinį azotą..

Kitos glikozidinių obligacijų rūšys

S-glikozidinės jungtys

Jie taip pat atsiranda tarp baltymų ir angliavandenių, jie stebimi tarp peptidų su N-galiniais cisteinais ir oligosacharidais. Peptidai, turintys šio tipo ryšį, iš pradžių buvo išskirti iš baltymų šlapime ir žmogaus eritrocituose, susietuose su gliukozės oligosacharidais.

C-glikozidinės jungtys

Jie pirmą kartą buvo stebimi kaip po transliacijos modifikacija (glikozilinimas) triptofano liekanoje RNazėje 2, esančiame žmogaus šlapime ir RNazėje 2 eritrocituose. Manozė prisijungia prie amino rūgšties indolo branduolio 2 anglies anglies per C-glikozidinę jungtį.

Nomenklatūra

Terminas „glikozidas“ naudojamas apibūdinti bet kurį cukrų, kurio anomerinė grupė pakeičiama -OR (O-glikozidai), -SR (tioglikozidai), -SeR (selenoglukozidai), -NR (N-glikozidai arba gliukozaminai) arba net -CR (C-glikozidai).

Juos galima pavadinti trimis skirtingais būdais:

(1) atitinkamos ciklinės monosacharido formos pavadinimo "-o" galą pakeisti "-ido" ir rašyti prieš kitą žodį R grupės pakaito pavadinimą;.

(2) vartojant terminą „glikoziloksi“ kaip monosacharido pavadinimo prefiksą.

(3) naudojant terminą O-glikozilo, N-glikozilo, S-glikozilas arba C-glikozilo kaip hidroksi junginio pavadinimo prefiksas.

Nuorodos

1. Bertozzi, C. R., ir Rabuka, D. (2009). Glikanų įvairovės struktūrinis pagrindas. A. Varki, R. Cummings ir J. Esko (red.), Glikobologijos pagrindai (2 red.). Niujorkas: „Cold Spring Harbor Laboratory Press“. Gauta iš www.ncbi.nlm.nih.gov
2. Biermann, C. (1988). Hidrolizė ir kiti glikozidinių jungčių skilimai polisachariduose. Angliavandenių chemijos ir biochemijos pažanga, 46, 251-261.
3. Demchenko, A. V. (2008). Cheminio glikozilinimo vadovas: stereoselektyvumo ir terapinio aktualumo pažanga. Wiley-VCH.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., ... Martin, K. (2003). Molekulinės ląstelės biologija (5-asis red.). Freeman, W. H. & Company.
5. Nelsonas, D. L., ir Cox, M. M. (2009). Lehningerio biochemijos principai. Omega leidiniai (5-asis red.).
6. Angliavandenių nomenklatūra (1996 m. Rekomendacijos). (1996). Gauta iš www.qmul.ac.uk
7. Soderberg, T. (2010). Organinė chemija su biologiniu akcentu, I tomas. Chemijos fakultetas (1 tomas). Minesota: Minesotos universitetas Morris Digital Well. Gauta iš www.digitalcommons.morris.umn.edu
8. Taylor, C. M. (1998). Glikopeptidai ir glikoproteinai: sutelkti dėmesį į glikozidinį ryšį. Tetrahedronas, 54, 11317-11362.