Sialinsyrestruktur, funksjoner og sykdommer



den sialinsyrer de er monosakkarider med ni karbonatomer. De tilhører familien av neuraminsyre-derivater (5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galakto-nonulosonsyre) og er bredt fordelt i naturen, spesielt i dyreriket.

De forekommer normalt ikke som frie molekyler, men er forbundet med a-glykosidbindinger til karbohydratmolekyler eller andre sialinsyremolekyler, og kan deretter okkupere terminale eller indre stillinger innenfor en lineær kjede av karbohydrater.

Begrepet "Sialinsyren" ble først brukt av Gunnar Blix i 1957, selv om tidligere rapporter fra andre forskere sier at deres funn stammer fra en eller to tidligere tiår, da de ble beskrevet som en del av glykoproteiner sialo mucínicas og sphingolipider sialo (gangliosidantistoffer).

Sialinsyrer er til stede i mange av naturens riker. Noen virus, patogene bakterier, protozoer, krepsdyr, flatmask, insekter og vertebrater som fisk, amfibier, fugler og pattedyr er blitt påvist. De har ikke blitt funnet, tvert imot, i sopp, alger eller planter.

index

  • 1 struktur
  • 2 funksjoner
    • 2.1 Funksjon i celleadhesjonsprosesser
    • 2.2 Rolle i levetiden til cellulære blodkomponenter
    • 2.3 Funksjoner i immunsystemet
    • 2.4 Andre funksjoner
  • 3 sykdommer
  • 4 referanser

struktur

Sialinsyrer forekommer hovedsakelig i den terminale delen av glykoproteiner og overflateglykolipider, og gir stor forskjell til disse glykokonjugatene. Differensial "sialylering" mønstre er produktet av uttrykket av vevsspesifikke glykosyltransferaser (sialyltransferaser).

Strukturelt, sialinsyrene tilhører en familie av 40 naturlige derivater av neuraminsyre som er N-acylert, noe som resulterer i to "foreldre" strukturer: N-acetylneuraminsyre (Neu5Ac) eller N-glycolyl nevraminsyre (Neu5Gc).

Dens strukturelle egenskaper omfatter nærvær av en aminogruppe (som kan modifiseres) i posisjon 5 og en karboksylgruppe i posisjon 1, som kan ioniseres ved fysiologisk pH. Et deoksygenert C-3-karbon og et glyserolmolekyl i C-6-stillingen.

Mange derivater oppstår ved substitusjonen av hydroksylgruppene i stillinger C-4, C-7, C-8 og C-9 ved acetyl-, glykol-, laktyl-, metyl-, sulfat- og fosfatpartier; samt innføring av dobbeltbindinger mellom C-2 og C-3.

I terminal lineære posisjon, foreningen av en del av en sialinsyre oligosakkaridkjede innebærer en α-glykosidbinding mellom den anomere hydroksylgruppen av karbon C-2 av sialinsyre og hydroksylgruppene i kullene C-3, C- 4 eller C-6 av monosakkariddelen.

Disse bindingene kan være mellom galaktosrester, N-acetylglukosamin, N-acetylgalaktosamin og i noen unike gangliosider, glukose. De kan gis av N-glykosidiske eller O-glykosidiske bindinger.

funksjoner

Det antas at sialinsyrer hjelper parasittiske organismer til å overleve i vertsorganismen; Eksempel på dette er patogener av pattedyr som produserer sialinsyremetabolismenzymer (sialidaser eller N-acetylneuraminiske lyaser).

Ingen pattedyr-art som ikke har rapportert tilstedeværelse av sialsyre som en del av glykoproteiner generelt glykoproteiner serum, slimhinner, som en del av celleoverflatestrukturer eller som del av komplekse karbohydrater.

De har blitt funnet i de sure oligosakkaridene av melk og kolostrum av mennesker, storfe, sauer, hjørnetenner og griser, og også som en del av urinen hos rotter og mennesker.

Funksjon i celleadhesjonsprosesser

Glykokonjugater med deler av sialinsyre spiller en viktig rolle i prosessene for informasjonsutveksling mellom naboceller og mellom celler og deres miljø.

Tilstedeværelsen av sialinsyre i cellemembraner bidrar til etablering av en negativ ladning på overflaten, noe som har positive konsekvenser i noen tilfeller av elektrostatisk avstøtning mellom celler og noen molekyler.

I tillegg gir den negative ladningen sialinsyrene i membranen en rolle i transporten av positivt ladede ioner.

Det har blitt rapportert at bindingen av endotelet og epitelet til den basale glomerulære membranen lettes av sialinsyre, og dette påvirker også kontakten mellom disse cellene.

Rolle i levetiden til cellulære blodkomponenter

Sialinsyre har viktige funksjoner som en del av glykophorin A i erythrocytterens plasmamembran. Noen studier har vist at innholdet av sialinsyre er omvendt proporsjonalt med alderen til disse cellene.

Erytrocyter behandlet med neuraminidase enzymer, ansvarlig for nedbrytning av sialinsyre, reduserer halveringstiden drastisk i blodet fra 120 dager til noen få timer. Det samme tilfellet har blitt observert med blodplater.

Trombocytter taper adhesjon og aggregeringskapasitet i fravær av sialinsyre i deres overflateproteiner. I lymfocytter spiller sialinsyre også en viktig rolle i celleadhesjons- og gjenkjenningsprosesser, så vel som i interaksjon med overflate-reseptorer.

Funksjoner i immunsystemet

Immunsystemet er i stand til å skille mellom egne eller invasive strukturer basert på anerkjennelsen av sialinsyremønstrene som er tilstede i membranene.

Sialinsyre, så vel som enzymerne neuraminidase og sialyltransferase, har viktige regulatoriske egenskaper. De terminale delene av sialinsyre i plasmamembran-glykokonjugater har maskeringsfunksjoner eller som membranreseptorer.

I tillegg har flere forfattere hevet muligheten for at sialinsyre har antigeniske funksjoner, men det er ikke kjent med sikkerhet. Imidlertid er funksjonene til maskering av sialinsyreresterne svært viktige ved cellregulering.

Maskering kan være direkte eller indirekte rolle beskytter, avhengig av hvorvidt sialsyre delen direkte som dekker det antigene karbohydrat rest, eller er en sialinsyre i en tilstøtende glykokonjugat som maskerer den antigene porsjons.

Noen antistoffer har Neu5Ac-rester som oppviser virusnøytraliserende egenskaper, da disse immunoglobulinene er i stand til å forhindre adhesjon av viruset til konjugatene sialo (glykokonjugatene med porsjoner av sialinsyre) i cellemembranen.

Andre funksjoner

I tarmkanalen spiller sialinsyrer en like viktig rolle, siden de er en del av mucins, som har smørende og beskyttende egenskaper som er essensielle for hele organismen.

I tillegg er sialinsyrer også tilstede i membranene i bronkiale, mage- og tarmepitelceller, hvor de er involvert i transport, sekresjon og andre metabolske prosesser.

sykdommer

Tallrike sykdommer er kjent som involverer unormaliteter i stoffskiftet av sialinsyre, og disse kalles sialidose. Blant de mest fremtredende er sialuri og Salla's sykdom, som preges av urinutskillelse med store mengder frie sialinsyrer.

Andre sykdommer i immun orden er relatert forandringer anabolske og katabolske enzymer relatert til metabolisme av sialinsyre, noe som fører til avvikende oppbygging av glykokonjugater med deler av sialinsyre.

Noen sykdommer knyttet til blodfaktorer er også kjent, for eksempel trombocytopeni, som består av reduksjon i nivået av blodtrombocytter som sannsynligvis skyldes mangelen på sialinsyre i membranen.

Von Willebrands sykdom tilsvarer en defekt i evnen av blodplateadhesjon til subendotel glykokonjugater veggmembran av blodkar forårsaket av feil eller mangler glykosylering eller sialylering av.

Glanzmanns trombastheni er en annen medfødt trombocytaggregasjonsforstyrrelse hvis rot er tilstedeværelsen av defekte glykoproteiner i trombocytmembranen. Det har vist seg at defektene i disse glykoproteinene har å gjøre med et redusert innhold av Neu5Ac.

referanser

  1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organisk kjemi (1. ed.). New York: Oxford University Press.
  2. Demchenko, A. V. (2008). Håndbok for kjemisk glykosylering: Fremskritt i stereoselektivitet og terapeutisk relevans. Wiley-VCH.
  3. Rosenberg, A. (1995). Sialsyrebiologi. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
  4. Schauer, R. (1982). Sialsyre: Kjemi, Metabolisme og Funksjon. Springer-Verlag Wien New York.
  5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktur, funksjon og metabolisme av sialinsyrer. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330-1349.