Siaalhappe struktuur, funktsioonid ja haigused



The siaalhapped need on üheksa süsinikuaatomiga monosahhariidid. Nad kuuluvad neuramiinhappe derivaatide perekonda (5-amino-3,5-dideoksü-D-glükero-D-galakto-nonulosoonhape) ja on laialt levinud looduses, eriti loomariigis.

Need ei esine tavaliselt vabade molekulidena, vaid on seotud a-glükosiidsidemetega süsivesikute molekulide või teiste siaalhappemolekulidega, ning võivad seejärel hõivata terminali või sisemise positsiooni süsivesikute lineaarses ahelas.

Mõistet "siaalhape" lõi esimest korda Gunnar Blix 1957. aastal, kuigi teiste teadlaste varasemad aruanded näitavad, et selle avastus pärineb ühest või kahest eelmisest aastakümnest, kui neid kirjeldati sialo-mucinic glükoproteiinide ja sialo-sfingolipiidide (gangliosiidide) osana..

Siaalhapped esinevad suurel määral looduses. On avastatud mõned viirused, patogeensed bakterid, algloomad, koorikloomad, lestad, putukad ja selgroogsed, nagu kalad, kahepaiksed, linnud ja imetajad. Vastupidi, neid ei leitud seentest, vetikatest või taimedest.

Indeks

  • 1 Struktuur
  • 2 Funktsioonid
    • 2.1 Rakkude adhesiooniprotsesside funktsioon
    • 2.2 Roll rakuliste verekomponentide eluea jooksul
    • 2.3 Immuunsüsteemi funktsioonid
    • 2.4 Muud funktsioonid
  • 3 Haigused
  • 4 Viited

Struktuur

Siaalhapped esinevad peamiselt glükoproteiinide ja pinna glükolipiidide terminaalses osas, pakkudes nendele glükokonjugaatidele suurt mitmekesisust. Diferentsiaalsed "sialüülimismustrid" on koespetsiifiliste glükosüültransferaaside (sialüültransferaaside) ekspressiooni tulemus..

Struktuuriliselt kuuluvad siaalhapped umbes 40 loodusliku neuramiinhappe derivaadi perekonda, mis on N-atsüülitud, tekitades kaks "algset" struktuuri: N-atsetüülneuramiinhapet (Neu5Ac) või N-glükolüül neuramiinhapet (Neu5Gc).

Selle struktuurilised omadused hõlmavad aminorühma (mida saab modifitseerida) olemasolu asendis 5 ja karboksüülrühma positsioonis 1, mida saab ioniseerida füsioloogilise pH juures. C-6 süsinikuaatom ja C-6 positsioonis olev glütserooli molekul.

Paljud derivaadid tulenevad hüdroksüülrühmade asendamisest positsioonides C-4, C-7, C-8 ja C-9 atsetüül-, glükool-, laktüül-, metüül-, sulfaat- ja fosfaadiosadega; samuti C-2 ja C-3 vaheliste kaksiksidemete sisseviimine.

Terminaalses lineaarses asendis hõlmab siaalhappe osa sidumine oligosahhariidahelaga a-glükosiidsidet siaalhappe C-2 anomeerse süsiniku hüdroksüülrühma ja C-3-C-süsinikuaatomite hüdroksüülrühmade vahel. 4 või C-6 monosahhariidi osa.

Need sidemed võivad olla galaktoosi jääkide, N-atsetüülglükoosamiini, N-atsetüülgalaktosamiini ja mõne unikaalse gangliosiidi, glükoosi vahel. Neid võib anda N-glükosiid- või O-glükosiidsidemetega.

Funktsioonid

Arvatakse, et siaalhapped aitavad parasiitorganismidel ellu jääda peremeesorganismis; selle näiteks on imetajate patogeenid, mis toodavad siaalhappe ainevahetuse ensüüme (sialidaase või N-atsetüülneuramiini lüaase).

Ei ole imetajaliiki, mille puhul siaalhapete olemasolu ei ole teatatud osana glükoproteiinidest üldiselt, seerumi glükoproteiinidest, limaskestadest, rakupinna struktuuride osana või komplekssete süsivesikute osana..

Neid on leitud inimeste, veiste, lammaste, koerte ja sigade piima ja ternespiima happelistes oligosahhariidides ning samuti rottide ja inimeste uriini osana..

Funktsioon raku adhesiooniprotsessides

Siaalhappe osadega glükokonjugaatidel on oluline roll naaberrakkude ning rakkude ja nende keskkonna vahelise teabevahetuse protsessides..

Siaalhappe olemasolu rakumembraanides aitab kaasa pinna negatiivse laengu tekkimisele, millel on positiivsed tagajärjed mõningate elektrostaatilise tõrjumise korral rakkude ja mõnede molekulide vahel..

Lisaks annab negatiivne laeng membraani siaalhapped positiivse laenguga ioonide transportimisel.

On teatatud, et siaalhappega soodustatakse endoteeli ja epiteeli seondumist basaalglomerulaarse membraaniga ja see mõjutab ka nende rakkude vahelist kontakti..

Roll rakuliste verekomponentide eluea jooksul

Siaalhappel on olulised funktsioonid glükoforiin A osana erütrotsüütide plasmamembraanis. Mõned uuringud on näidanud, et siaalhappe sisaldus on pöördvõrdeline nende rakkude vanusega.

Neuraminidaasensüümidega ravitud erütrotsüüdid, mis vastutavad siaalhappe lagunemise eest, vähendavad oluliselt poolväärtusaega vereringes 120 päevast mõnele tunnile. Sama juhtumit on täheldatud trombotsüütide puhul.

Trombotsüüdid kaotavad oma pinnavalgudes siaalhappe puudumisel adhesiooni ja agregatsioonivõime. Lümfotsüütides mängib siaalhape ka olulist rolli rakkude adhesiooni- ja äratundmisprotsessides, samuti koostoimes pinna retseptoritega..

Immuunsüsteemi funktsioonid

Immuunsüsteem on võimeline eristama oma või invasiivseid struktuure, mis põhinevad membraanides esinevate siaalhappemustrite äratundmisel..

Siaalhappel, samuti ensüümidel neuraminidaasil ja sialüültransferaasil on olulised regulatiivsed omadused. Siaalhappe terminaalsed osad plasmamembraani glükokonjugaatides omavad maskimisfunktsioone või membraaniretseptoreid..

Lisaks on mitmed autorid tõstnud esile võimaluse, et siaalhappel on antigeensed funktsioonid, kuid see pole veel kindlalt teada. Siaalhappe jääkide maskeerimise funktsioonid on raku reguleerimisel väga olulised.

Maskeeringul võib olla otsene või kaudne kaitsev roll sõltuvalt sellest, kas siaalhappe osa katab otseselt antigeense süsivesikute jäägi või kas see on siaalhape külgnevas glükokonjugaadis, mis maskeerib antigeense osa..

Mõnedel antikehadel on Neu5Ac jäägid, millel on viiruse neutraliseerivad omadused, kuna need immunoglobuliinid on võimelised takistama viiruste adhesiooni konjugeeritud sialoga (glükokonjugaadid koos siaalhappe osadega) rakumembraanis..

Muud funktsioonid

Siaalhapped mängivad soolestikus võrdselt tähtsat rolli, kuna need on osa limaskestadest, millel on määrdeaine ja kaitsvaid omadusi, mis on olulised kogu organismi jaoks..

Lisaks esineb siaalhappeid ka bronhide, mao ja soole epiteelirakkude membraanides, kus nad osalevad transpordis, sekretsioonis ja muudes metaboolsetes protsessides..

Haigused

On teada mitmeid haigusi, mis hõlmavad siaalhappe metabolismi kõrvalekaldeid ja mida tuntakse sialidoosina. Kõige olulisem on sialuuria ja Salla tõbi, mida iseloomustab eritumine uriiniga suure koguse vabade siaalhapetega.

Teised immunoloogilise haiguse haigused on seotud anaboolsete ja kataboolsete ensüümide muutustega, mis on seotud siaalhappe metabolismiga, mis põhjustavad glükokonjugaatide ebanormaalset akumulatsiooni siaalhappe osadega..

On teada ka mõned vereteguritega seotud haigused, nagu trombotsütopeenia, mis seisneb vere trombotsüütide taseme languses, mis on tõenäoliselt tingitud siaalhappe puudumisest membraanis..

Von Willebrandi haigus vastab trombotsüütide adhesioonivõime puudusele veresoonte seina subendoteelmembraan-glükokonjugaatidele, mis on põhjustatud glükosüülimise või sialüülimise puudustest või puudustest..

Glanzmanni trombasteenia on teine ​​kaasasündinud trombotsüütide agregatsioonihäire, mille juureks on defektsete glükoproteiinide olemasolu trombotsüütide membraanis. On näidatud, et nende glükoproteiinide defektid on seotud Neu5Ac vähenenud sisaldusega.

Viited

  1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Orgaaniline keemia (1. väljaanne). New York: Oxfordi ülikooli press.
  2. Demchenko, A. V. (2008). Keemilise glükosüülimise käsiraamat: edusammud stereoselektiivsuse ja terapeutilise tähtsuse osas. Wiley-VCH.
  3. Rosenberg, A. (1995). Siaalhapete bioloogia. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
  4. Schauer, R. (1982). Siaalhapped: keemia, ainevahetus ja funktsioon. Springer-Verlag Wien New York.
  5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Siaalhapete struktuur, funktsioon ja metabolism. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330-1349.