קישור תכונות glycosidic, סוגי המינוח

ה גליקוזידים הם קשרים קוולנטיים המתרחשים בין סוכרים (פחמימות) ומולקולות אחרות, שעשויות להיות מונוסכרידים אחרים או מולקולות אחרות בעלות אופי שונה. קישורים אלה מאפשרים את קיומם של מרכיבים מרכזיים רבים לחיים, לא רק בהיווצרות של דלקים מילואים ואלמנטים מבניים, אלא גם של מולקולות תחבורה מידע חיוני תקשורת סלולרית.

היווצרות של סוכרים תלוי בעיקר בהקמת קשרים glycosidic בין אלכוהול חינם או קבוצות hydroxyl של יחידות יחיד monosaccharide.

עם זאת, כמה סוכרים מורכבים המכילים שונים סוכרים המחוברים מולקולות קטנות או קבוצות כגון אמינו, חומצה גופרתית ו אצטיל דרך קשרי glycosidic, אשר לא בהכרח כרוך שחרור מולקולת מים על ידי תגובת דחיסה. שינויים אלה הם מאוד נפוצים גליקנים נוכח המטריצה ​​או glycocalyx התאי.

הקשרים הגליקוזידים מתרחשים בהקשרים סלולריים מרובים, ובהם האיחוד של קבוצת הראש הקוטבית של כמה ספינגוליפידים, מרכיבים חיוניים של קרום התא של אורגניזמים רבים, ויצירת גליקופרוטאינים ופרוטוגליקנים.

פוליסכרידים חשובים כגון תאית, chitin, אגר, גליקוגן ועמילן לא יהיה אפשרי ללא קשרים glycosidic. כמו כן, גליקוזילציה של חלבונים, המתרחשת ב reticulum endoplasmic ובמתחם Golgi, הוא בעל חשיבות רבה לפעילות של חלבונים רבים..

מספר רב של אוליגו ופוליסכרידים מתפקדים כמאגרים של גלוקוז, כמרכיבים מבניים או כדבקים לתאים המחוברים ברקמות.

הקשר בין קשרי glycosidic ב אוליגוסכרידים הוא מקביל לזה של אג"ח פפטיד ב פוליפפטידים והצמדת phosphodiester ב polynucleotides, עם ההבדל כי יש קשר גליקוזידי מגוון גדול.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 יצירת הקשר הגליקוזידי
  • 1.2 הידרוליזה של הקשר הגליקוזידי
  • 1.3 גיוון
• 2 סוגים
  • 2.1 אג"ח גליקוזידית
  • 2.2 N-glycosidic אג"ח
  • 2.3 סוגים אחרים של גליקוזידים
• 3 המינוח
• 4 הפניות

תכונות

הקשרים הגליקוזידים הם הרבה יותר מגוונים מאשר האנלוגים שלהם בחלבונים וחומצות גרעין, שכן בעיקרון שתי מולקולות סוכר יכולות להיות מקושרות יחד במובנים רבים, משום שיש להן קבוצות מרובות -OH אשר יכולות להשתתף באימונים של הקישור.

בנוסף, האיזומרים של monosaccharides, כלומר, אחת שתי האוריינטציות כי קבוצת hydroxyl יכול להיות במבנה מחזורי ביחס לפחמן anomeric, לספק רמה נוספת של גיוון.

לאיזומרים יש מבנים תלת-ממדיים שונים, כמו גם פעילויות ביולוגיות שונות. תאית וגליקוגן מורכבים מיחידות חוזרות של D-glucose אך נבדלות בסוג הקשר הגליקוזידי (α1-4 עבור גליקוגן ו- β1-4 לתאית), ולכן יש להן תכונות ופונקציות שונות.

כמו פוליפפטידים יש קוטביות עם אחד N- ועוד C- טרמינל, ואת polynucleotides יש קצוות 5 'ו 3', את oligo- או polysaccharides יש קוטביות מוגדרת על ידי צמצום ולא צמצום הקצוות..

סוף צמצום יש מרכז anomeric חינם כי אינו יוצר קשר glycosidic עם מולקולה אחרת, ובכך שמירה על תגובה כימית של aldehyde.

הקשר הגליקוזידי הוא האזור הגמיש ביותר של מחלת אוליגו או פוליסכריד, שכן הקונפורמציה המבנית של הכיסא של מונוסכרידים בודדים נוקשה יחסית.

גיבוש הקשר הגליקוזידי

הקשר glycosidic יכול לקשור שתי מולקולות של monosaccharides דרך פחמן anomeric של אחד ואת קבוצת hydroxyl של אחרים. כלומר, הקבוצה hemiacetal של סוכר אחד מגיב עם קבוצת אלכוהול של אחר כדי ליצור אצטלי.

באופן כללי, היווצרות של קשרים אלה מתרחשת על ידי תגובות עיבוי, שבו מולקולה של מים משוחרר עם כל קשר כי צורות.

עם זאת, בתגובות כמה חמצן אינו משאיר את מולקולת הסוכר כמו מים, אבל כחלק מקבוצת diphosphate של נוקליאוטידים diphosphate uridine.

התגובות שמעוררות קשרים גליקוזידים מזדקרות על ידי קבוצה של אנזימים הידועים בשם glycosyltransferases. הם נוצרים בין סוכר שינוי קוולנטלי על ידי תוספת של קבוצת פוספט או נוקלאוטיד (גלוקוז 6-פוספט, UDP-galactose, למשל) כי נקשר שרשרת פולימר גדל.

הידרוליזה של הקשר הגליקוזידי

Glycosidic קשרים יכול בקלות hydrolyze בסביבות חומצי מעט, אבל הם מתנגדים די בסביבות אלקליין.

הידרוליזה אנזימתי של אג"ח glycosidic מתווכת על ידי אנזימים המכונים glycosidases. יונקים רבים אינם בעלי אנזימים אלה שפלים תאיים, כך שהם אינם מסוגלים להפיק אנרגיה פוליסכריד זה, למרות היותו מקור עיקרי של סיבים.

גידולים כמו פרות, למשל, יש חיידקים הקשורים מעיים שלהם המייצרים את האנזימים המסוגלים להשפיל את תאית הם לבלוע, מה שהופך אותם מסוגלים לנצל את האנרגיה המאוחסנת רקמות הצמח.

ליזוזים האנזים מיוצר הדמעות של העין ועוד כמה וירוסים חיידקים, הוא מסוגל להרוס חיידקים עקב פעילות והידרוליזה שלה, אשר וחותך את קשר גליקוזידי בין N-acetylglucosamine וחומצה N-acetylmuramic בקיר התא של חיידקים.

גיוון

Oligosaccharides, סוכרים או glycans הם מולקולות מגוונות מאוד וזאת בשל דרכים מרובות שבו monosaccharides ניתן לקשר יחד כדי ליצור מבנים של סדר גבוה יותר.

מגוון זה מתחיל מן העובדה, כאמור לעיל, כי סוכרים יש קבוצות hydroxyl המאפשרים אזורים מחייב שונים, וכי הקשרים יכולים להתרחש בין שני stereoisomers אפשרי ביחס פחמן anomeric של הסוכר (α או β).

קשרי גליקוזידים יכולים להיווצר בין סוכר לכל תרכובת הידרוקסילאטית כגון אלכוהוליסטים או חומצות אמינו.

בנוסף, monosaccharide יכול ליצור שני קשרים glycosidic, כך שזה יכול לשמש נקודת סניף, מציגה המורכבות הפוטנציאלית במבנה של glycans או סוכרים בתאים.

סוגים

באשר סוגים של אג"ח glycosidic מודאגים, ניתן להבחין בשתי קטגוריות: קשרים glycosidic בין מונוסכרידים המהווים את oligo- ורב-סוכרים, ואיגרות חוב glycosidic המתרחשים גליקופרוטאינים או glycolipids, חלבונים או שומנים בעזרת מנות glucides.

O-glycosidic קשרים

O-glycosidic הקשר מתרחשים בין monosaccharides, נוצרות על ידי התגובה בין קבוצת hydroxyl של מולקולת סוכר אחת ואת הפחמן anomeric של אחר.

Disaccharides הם בין oligosaccharides הנפוצים ביותר. סוכרים יש יותר מ 20 יחידות של monosaccharides מקושרים יחד ליניארית ולפעמים יש מספר סניפים.

ב disaccharides כגון מלטוז, לקטוז סוכרוז, הקשר הגליקוזידי הנפוץ ביותר הוא סוג O-glycosidic. קשרים אלה יכולים להתרחש בין הפחמנים ו- OH של α או β צורות איזומריות.

היווצרות קשרים glycosidic ב oligo- ורב-סוכרים תלוי באופי סטראוכימיה של סוכרים אשר נקלטות, כמו גם מספרם של אטומי פחמן. באופן כללי, עבור סוכרים עם 6 פחמנים, קשרים ליניארי להתרחש בין פחמנים 1 ו - 4 או 1 ו - 6.

ישנם שני סוגים עיקריים של O-glycosides, בהתאם המינוח, מוגדרים α ו β או 1,2-cis ו 1,2-independent-גליקוזידים.

הפסולת 1,2-cis glycosylated, α-glycosides עבור D- גלוקוז, D- גלקטוז, L-fucose, D- קסילוז או β- גליקוזידים עבור D- מנוז, L- ערבינוס; כמו גם 1,2-independent (β-glycosides עבור D-glucose, D-galactose ו- α-glycosides עבור D-mannose, וכו '), הם בעלי חשיבות רבה עבור רכיבים טבעיים רבים.

O- glycosylation

אחד השינויים posttranslational הנפוצה ביותר היא glycosylation, אשר כרוכה בתוספת מחצית הסוכר לגידול פפטיד או חלבון. מוקיוס, חלבונים הפרשה, יכול להכיל כמויות גדולות של שרשראות oligosaccharide מקושרים באמצעות אג"ח O-glycosidic.

תהליך O-glycosylation מתרחשת במתחם גולגי של אאוקריוטים והוא מורכב המחייב של חלבונים כדי מחצית הסוכר באמצעות קשר גליקוזידי בין קבוצת OH של סרין שאריות חומצת אמינו או תראונין ואת הפחמן anomeric של סוכר.

היווצרות של קשרים אלה בין פחמימות ו hydroxyproline ו hydroxylysine שאריות עם קבוצה פנולית של שאריות טירוזין יש גם נצפתה..

N- glycosidic קשרים

N-glycosidic קשרים הם הנפוצים ביותר בקרב glycosylated חלבונים. N- glycosylation מתרחשת בעיקר reticulum endoplasmic של eukaryotes, עם שינויים הבאים שעלולים להתרחש קומפלקס Golgi..

N- glycosylation תלוי בנוכחות רצף קונצנזוס Asn-Xxx-Ser / Thr. זיקת glycosidic היא בין החנקן האמיד של שרשרת הצד של שאריות asparagine פחמן anomeric סוכר נקשרת שרשרת הפפטיד.

היווצרות של קשרים אלה במהלך glycosylation תלוי אנזים המכונה oligosaccharyltransferase, אשר מעבירה את oligosaccharides מ פוספט dolichol כדי חנקן amidic של שאריות אספרגין..

סוגים אחרים של גליקוזידים

S-glycosidic קשרים

הם גם מתרחשים בין חלבונים ופחמימות, הם נצפו בין פפטידים עם ציסטאין מסוף N ו- oligosaccharides. פפטידים עם סוג זה של הקישור היו מבודדים בתחילה החלבונים בשתן ואת אריתרוציטים האדם קשור גלוקוז oligosaccharides.

C- גליקוזידים קשרים

הם נצפו בפעם הראשונה כמו שינוי שלאחר translational (glycosylation) ב שאריות tryptophan ב RNase 2 נוכח שתן האדם ב RNase 2 של אריתרוציטים. מנוז מצורפת בעמדה פחמן 2 של הגרעין אינדול של חומצת אמינו דרך קישור C-glycosidic.

המינוח

Glycoside המונח משמש לתיאור כל הסוכר שאת הקבוצה anomeric מוחלפת בקבוצה -או (O-גליקוזידים), -SR (thioglucosides) -Ser (selenoglucósidos), -NR (N-גליקוזידים או glucosamines) או -CR (C-glycosides).

הם יכולים להיות שם בשלוש דרכים שונות:

(1) החלפת "-o" שם מסוף התואם monosaccharide המחזור ידי "-ido" ולפני כתיבה, כמילה שונה, ה- R substituent שם הקבוצה.

(2) השימוש במונח "glycosyloxy" monosaccharide שם קידומת.

(3) באמצעות המונח הו-גליקוזיל, N-גליקוזיל, S-glycosil או ג-glycosyl כקידומת עבור שם המתחם hydroxy.

הפניות

1. Bertzzi, C. R., & Rabuka, D. (2009). בסיס מבני של גליקן גיוון. א 'ורקי, ר' קאמינגס, וג 'אסקו (עורכים), יסודות הגליקוביולוגיה (מהדורה שנייה). ניו יורק: מעבדה לחקר האביב הקרה. מקור: www.ncbi.nlm.nih.gov
2. Biermann, C. (1988). הידרוליזה וחצץ אחרים של גליקוזידים קשרים פוליסכרידים. התקדמות בכימיה וביוכימיה של פחמימות, 52, 251-261.
3. Demchenko, A. V. (2008). Handbook של glycosylation הכימי: Advances in סטריאוסלקטיביות ו רלוונטי טיפולי. Wiley-VCH.
4. לודג, ח ', מ', ברטשר, א ', פלו, ח', מ '(2003). ביולוגיה תא מולקולרית (מהד 'ה -5). פרימן, וו. ח.
5. Nelson, D. L., & Cox, M. (2009). Lehninger עקרונות ביוכימיה. מהדורות אומגה (מהדורה חמישית).
6. המינוח של פחמימות (המלצות 1996). (1996). מקור: www.qmul.ac.uk
7. Soderberg, T. (2010). כימיה אורגנית עם דגש ביולוגי, כרך א. הפקולטה לכימיה (כרך א). מינסוטה: אוניברסיטת מינסוטה מוריס דיגיטליות ובכן. מקור: www.digitalcommons.morris.umn.edu
8. טיילור, מ '(1998). גליקופפטידים וגליקופרוטאינים: דגש על הקשר הגליקוזידי. טטרהדרון, 54, 11317-11362.