מבנה חומצה סיאלית, פונקציות ומחלות

ה חומצות סיאליות הם מונוסכרידים של תשעה אטומי פחמן. הם שייכים למשפחת נגזרים חומצה neuraminic (5-אמינו-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonic חומצה) ו מופצים באופן נרחב בטבע, במיוחד בעולם החי.

בדרך כלל לא מתרחש מולקולות חינם כפי אך מקושרים על ידי α-glucoside פחמימות מולקולות או מולקולות אחרות של חומצת sialic, עשוי לחלוף בין עמדות מסוף או פנימיות בתוך פחמימות שרשרת ליניארית.

המונח "חומצת sialic" נטבע לראשונה על ידי גונאר בליקס ב 1957, למרות דיווחים קודמים של חוקרים אחרים אומרים תאריכי הגילוי שלהם מאחד או משני עשורים קודמים, כאשר הם תוארו כחלק סיאלו mucínicas ו ספינגוליפיד גליקופרוטאינים סיאלו (ganglioside).

Sialic חומצות נמצאים הרבה של תחומי הטבע. כמה וירוסים, חיידקים פתוגניים, פרוטוזואה, סרטנים, תולעים שטוחות, חרקים וחולייתנים כמו דגים, דו חיים, ציפורים ויונקים התגלו. הם לא נמצאו, להיפך, ב פטריות, אצות או צמחים.

אינדקס

• 1 מבנה
• 2 פונקציות
  • 2.1 פונקציה בתהליכי הדבקה של תאים
  • 2.2 תפקיד בחיים של רכיבי הדם הסלולרי
  • 2.3 פונקציות במערכת החיסונית
  • 2.4 פונקציות אחרות
• 3 מחלות
• 4 הפניות

מבנה

חומצות סיאליות מתרחשות בעיקר בחלק הטרמינלי של גליקופרוטאינים וגליקוליפידים על פני השטח, המספקים מגוון רב של גליקוקוניטים אלה. דיפרנציאלי "sialylation" דפוסי הם תוצר של הביטוי של glycosyltransferases ספציפית (sialyltransferases).

מבחינה מבנית, חומצות sialic שייכים למשפחה של 40 נגזרים הטבעי של חומצה neuraminic שהן N-acylated, וכתוצאה מכך שני מבנים "הורית": N-acetylneuraminic חומצה (Neu5Ac) או N-glycolyl חומצה neuraminic (Neu5Gc).

המאפיינים המבניים שלה כוללים נוכחות של קבוצת אמינו (אשר ניתן לשנות) במיקום 5, קבוצה carboxylic בעמדה 1, אשר יכול להיות מיונן ב pH פיזיולוגי. פחמן דו-חמצני C-3 ומולקולת גליצרול במצב C-6.

נגזרים רבים הנובעים החלפה של קבוצות הידרוקסיל בעמדות C-4, C-7, C-8 ו חלקים אצטיל C-9 גליקול, lactyl, מתיל, סולפט ופוספט; כמו גם הכנסת קשרים כפולים בין C-2 ו- C-3.

בתנוחת ליניארי הטרמינל, האיחוד של חלק משרשרת oligosaccharide חומצה sialic כרוך קשר α-glycosidic בין קבוצת הידרוקסיל anomeric של C-2-חמצני של חומצה sialic ואת קבוצות הידרוקסיל של פחמנים C-3, C 4 או C-6 של חלק monosaccharide.

קשרים אלה יכולים להיות בין שאריות גלקטוז, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine ובכמה gangliosides ייחודי, גלוקוז. הם יכולים להינתן על ידי N- glycosidic או O- גליקוזידית קשרים.

פונקציות

הוא חשב כי חומצות sialic לעזור אורגניזמים טפילים לשרוד בתוך האורגניזם המארחת; דוגמא לכך הם פתוגנים של יונקים המייצרים אנזימי חילוף חומרים של חומצה סיאלית (sialidases או N-acetylneuraminic lyases).

אין מינים של יונקים אחד שעבורו לא דיווחו על נוכחות של חומצה sialic כחלק גליקופרוטאינים כלל גליקופרוטאינים בסרום, ריריות, כחלק מבנים פני התא או כחלק פחמימות מורכבות.

הם נמצאו ב oligosaccharides חומצי של חלב קולוסטרום של בני אדם, בקר, כבשים, כלבים וחזירים, וגם כחלק משתן של חולדות ובני אדם.

פונקציה של תהליכים הידבקות התא

Glycoconjugates עם חלקים של חומצה sialic לשחק תפקיד חשוב בתהליכי חילופי מידע בין תאים סמוכים ובין תאים וסביבתם.

נוכחות של חומצה סיאלית בקרום התא תורמת להקמת מטען שלילי על פני השטח, אשר יש השלכות חיוביות באירועים מסוימים של דחייה אלקטרוסטטית בין תאים וכמה מולקולות.

בנוסף, המטען השלילי נותן את החומצות sialic בממברנה תפקיד הובלה של יונים טעונה חיובי.

נמסר כי מחייב של האנדותל ואת האפיתל על הממברנה glomerular הבסיס הוא הקל על ידי חומצה sialic, וזה גם משפיע על הקשר בין תאים אלה.

תפקיד בחיים של רכיבי הדם הסלולרי

חומצה סיאליק יש פונקציות חשובות כחלק glycophorin A בממברנה פלזמה של אריתרוציטים. כמה מחקרים הראו כי התוכן של חומצה sialic הוא ביחס הפוך לעידן של תאים אלה.

אריתרוציטים שטופלו באנזימים של ניאראמינידאז, האחראים על השפלת החומצה הסיאלית, מפחיתים באופן דרסטי את מחצית חייהם בדם מ 120 יום עד כמה שעות. אותו מקרה נצפתה עם טסיות דם.

טרומבוציטס מאבדים את יכולת ההדבקה וההצטברות בהיעדר חומצה סיאלית בחלבונים שלהם. ב לימפוציטים, חומצה סיאליית גם ממלא תפקיד חשוב בהדבקה תא תהליכי הכרה, כמו גם אינטראקציה עם קולטני פני השטח.

תפקודים במערכת החיסונית

המערכת החיסונית מסוגלת להבחין בין מבנים משלו או פולשניים המבוססים על ההכרה בדפוסי חומצה סיאליית הנמצאים בממברנות.

חומצה סיאליק, כמו גם אנזימים neuraminidase ו sialyltransferase, בעלי תכונות רגולטוריות חשוב. חלקים סופיים של חומצה sialic ב glycoconjugates ממברנה פלזמה יש פונקציות מסוך או כמו קולטנים ממברנה.

בנוסף, מספר מחברים העלו את האפשרות כי חומצה סיאלית יש פונקציות אנטיגניות, אבל זה עדיין לא ידוע בוודאות. עם זאת, הפונקציות של מיסוך שאריות חומצה sialic חשובים מאוד ויסות התא.

מיסוך יכול להיות מגן תפקיד ישיר או עקיף, תלוי אם חלק חומצת sialic ישירות מכסה את שאריות פחמימות אנטיגני, או הוא חומצת sialic בתוך glycoconjugate סמוך אשר מסווה את חלק אנטיגני.

כמה נוגדנים להחזיק שאריות Neu5Ac מציג תכונות מנטרלים וירוס, כמו נוגדנים אלה מסוגלים למנוע הדבקה של נגיף אל סיאלו conjugates (glycoconjugates עם חלקים של חומצה sialic) בקרום התא.

פונקציות אחרות

בדרכי העיכול, חומצות סיאליות משחקות תפקיד חשוב לא פחות, שכן הן חלק מן הרטבים, אשר יש תכונות סיכה והגנה, חיוני לכל האורגניזם.

בנוסף, חומצות sialic נמצאים גם בקרום של תאי אפיתל הסימפונות, הקיבה והמעיים, שם הם מעורבים בהובלה, הפרשת תהליכים מטבוליים אחרים.

מחלות

מחלות רבות ידועות כי כרוכים חריגות בחילוף החומרים של חומצה sialic אלה ידועים כמו sialidosis. בין הבולטים הם sialuria ו Salla של המחלה, אשר מאופיינים הפרשת השתן עם כמויות גדולות של חומצות sialic חינם.

מחלות אחרות של סדר חיסוני קשורות לשינויים אנבוליים ואנזימים קטבולי הקשורים למטבוליזם של חומצת sialic, אשר גורמים להצטברות חריגה glycoconjugates עם חלקים של חומצת sialic.

כמה מחלות הקשורות לגורמי דם ידועים גם, כגון thrombocytopenia, אשר מורכב הירידה ברמת thrombocytes הדם נגרמת כנראה על ידי חוסר חומצה סיאלית בקרום.

מחלת וון וילברנד מתאימה פגם ביכולת של הדבקה טסיות כדי subendothelial glycoconjugates קרום קיר של כלי דם הנגרמים על ידי פגמים או ליקויי glycosylation או sialylation של.

הטרומבסטניה של Glanzmann היא הפרעה נוספת של תאי טרומבוציט, ששורשיהם הוא נוכחות של גליקופרוטאינים פגומים בקרום הטרומבוציט. הוכח כי הפגמים גליקופרוטאינים אלה יש לעשות עם תוכן מופחת של Neu5Ac.

הפניות

1. Clayden, J., Grives, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). כימיה אורגנית (מהדורה ראשונה). ניו יורק: הוצאת אוניברסיטת אוקספורד.
2. Demchenko, א V. (2008). המדריך של גליקוזילציה כימית: ההתקדמות stereoselectivity והתייחסות טיפולית. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). ביולוגיה של חומצות סיאליק. ניו יורק: ספרינגר מדע + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). חומצות סיאליק: כימיה, מטבוליזם ותפקוד. ספרינגר-ורלאג וינה ניו-יורק.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). מבנה, פונקציה ומטבוליזם של חומצות סיאליות. CMLS מדעי החיים המולקולריים והמולקולריים, 54, 1330-1349.