Повезати гликозидне карактеристике, типове и номенклатуру

Тхе гликозидне везе су ковалентне везе које се јављају између шећера (угљених хидрата) и других молекула, који могу бити други моносахариди или други молекули различите природе. Ове везе омогућавају постојање више основних компоненти за живот, не само у формирању резервних горива и структурних елемената, већ и молекула транспорта информација неопходних за целуларну комуникацију..

Формирање полисахарида зависи првенствено од успостављања гликозидних веза између слободног алкохола или хидроксилних група појединачних моносахаридних јединица..

Међутим, неки комплексни полисахариди садрже модификоване шећере који су везани за мале молекуле или групе као што су амино, сулфат и ацетил преко гликозидних веза, и који не укључују нужно ослобађање молекула воде реакцијом кондензације. Ове модификације су веома честе у гликанима који су присутни у екстрацелуларном матриксу или гликокаликсу.

Гликозидним везама јављају у више ћелија контекстима, укључујући везивање поларну главну групу сфинголипида неким битним састојцима ћелијских мембрана бројних организама, као и формирање гликопротеина и протеогликане.

Важни полисахариди као што су целулоза, хитин, агар, гликоген и скроб не би били могући без гликозидних веза. Исто тако, гликозилација протеина, која се јавља у ендоплазматском ретикулуму иу Голгијевом комплексу, је од великог значаја за активност многих протеина..

Бројни олиго- и полисахариди функционишу као резервоари глукозе, као структурне компоненте или као адхезиви за везивање ћелија у ткивима.

Однос између гликозидних веза у олигосахаридима је аналоган оном пептидних веза у полипептидима и фосфодиестерским везама у полинуклеотидима, с разликом да у гликозидним везама постоји већа разноликост.

Индек

• 1 Карактеристике
  • 1.1 Формирање гликозидне везе
  • 1.2 Хидролиза гликозидне везе
  • 1.3 Разноликост
• 2 Типови
  • 2.1 О-гликозидне везе
  • 2.2 Н-гликозидне везе
  • 2.3 Друге врсте гликозидних веза
• 3 Номенклатура
• 4 Референце

Феатурес

Глукозидним везама су много разноврснији од њихових аналога у протеинима и нуклеинским киселинама, јер у принципу два молекула или шећера могу бити спојени заједно на много начина, јер имају више -ОХ групе које могу учествовати у формирању веза.

Поред тога, изомери моносахарида, то јест, једна од две оријентације које хидроксилна група може да има у цикличној структури у односу на аномерни угљеник, обезбеђују додатни ниво разноликости..

Изомера имају различите тродимензионалне структуре као и различите биолошке активности. Целулоза и гликоген састоје од понављајућих јединица Д-глукозе али се разликују у врсти гликозидних веза (α1-4 и β1-4 да гликогена за целулозу), и стога имају различите особине и функције.

Пошто полипептиди имају поларитет са једним Н- и другим Ц-терминусом, а полинуклеотиди имају 5 'и 3' крајеве, олиго- или полисахариди имају поларитет дефинисан редукционим и не-редукујућим крајевима..

Редукцијски крај има слободан аномерни центар који не формира гликозидну везу са другим молекулом, задржавајући тако хемијску реактивност алдехида.

Гликозидна веза је најфлексибилнија област олиго- или полисахаридне групе, пошто је структурна конформација столице појединачних моносахарида релативно ригидна.

Формирање гликозидне везе

Гликозидна веза може везати два молекула моносахарида преко аномерног угљеника једне и хидроксилне групе другог. То јест, хемиацетална група једног шећера реагује са алкохолном групом другог да формира ацетал.

Генерално, формирање ових веза настаје реакцијама кондензације, где се молекул воде ослобађа са сваком везом која се формира.

Међутим, у неким реакцијама кисеоник не оставља молекул шећера као воду, већ као део дифосфатне групе уридин дифосфатног нуклеотида.

Реакције које доводе до гликозидних веза катализиране су класом ензима познатих као гликозилтрансферазе. Они се формирају између шећера који је ковалентно модификован додавањем фосфатне групе или нуклеотида (на пример глукоза 6-фосфат, УДП-галактоза) који се везује за растући ланац полимера..

Хидролиза гликозидне везе

Гликозидне везе се лако могу хидролизовати у благо киселим срединама, али су отпорне на прилично алкалне средине.

Ензимска хидролиза гликозидних веза посредована је ензимима познатим као гликозидазе. Многи сисари не поседују ове ензиме за разградњу целулозе, тако да нису у стању да извлаче енергију из овог полисахарида, упркос томе што су битан извор влакана.

Преживара попут говеда, на пример, имају своје црева повезана бактерије које производе ензиме који су способни да деградирају целулозу прогута, што их чини у стању да искористи енергију конзервисане у биљним ткивима.

Ензим лизозим, произведен у сузама ока и неких бактеријских вируса, способан је да уништи бактерије захваљујући својој хидролитичкој активности, која разбија гликозидну везу између Н-ацетилглукозамина и Н-ацетилмурамске киселине у ћелијском зиду бактерија.

Разноликост

Олигосахариди, полисахариди или гликани су веома разноврсни молекули и то је због вишеструких начина на које се моносахариди могу повезати да би се формирале структуре вишег реда.

Ова разноврсност ствари, као што је већ поменуто, да шећери имају хидроксилне групе које омогућавају различита везна регионе, и везе се може догодити између два могућа стереоизомера погледу шећера аномерне угљеник (а или Д).

Гликозидне везе се могу формирати између шећера и било којег хидроксилованог једињења као што су алкохоли или амино киселине.

Поред тога, моносахарид може да формира две гликозидне везе, тако да може да служи као тачка гранања, уводећи потенцијалну комплексност у структури гликана или полисахарида у ћелијама.

Типови

Што се тиче типова гликозидних веза, могу се разликовати две категорије: гликозидне везе између моносахарида који чине олиго- и полисахариде, и гликозидне везе које се јављају у гликопротеинима или гликолипидима, који су протеини или липиди са деловима угљених хидрата.

О-гликозидне везе

О-гликозидне везе настају између моносахарида, настају реакцијом између хидроксилне групе једног молекула шећера и аномерног угљеника другог.

Дисахариди су међу најчешћим олигосахаридима. Полисахариди имају више од 20 јединица моносахарида повезаних линеарно и понекад имају више грана.

Код дисахарида као што су малтоза, лактоза и сахароза, најчешћа гликозидна веза је О-гликозидни тип. Ове везе се могу појавити између угљеника и -ОХ изомерних облика а или β.

Формирање гликозидних веза у олиго- и полисахаридима ће зависити од стереокемијске природе шећера који се везује, као и од њиховог броја атома угљеника. Генерално, за шећере са 6 угљеника, линеарне везе настају између угљеника 1 и 4 или 1 и 6.

Постоје два главна типа О-гликозиди који се, у зависности од номенклатуре, дефинишу као α и β или 1,2-цис и 1,2-транс-гликозиди.

Отпад 1,2-цис гликозиловани, а-гликозиди за Д-глукозу, Д-галактозу, Л-фукозу, Д-ксилозу или П-гликозиде за Д-манозу, Л-арабинозу; као и 1,2-транс (β-гликозиди за Д-глукозу, Д-галактозу и α-гликозиде за Д-манозу, итд.) су од великог значаја за многе природне компоненте.

О-гликозилација

Једна од најчешћих пост-транслацијских модификација је гликозилација, која укључује додавање глукидног дијела растућем пептиду или протеину. Муцини, протеини секреције, могу да садрже велике количине олигосахаридних ланаца повезаних О-гликозидним везама.

Процес О-гликозилације одвија се у Голгијевом комплексу еукариота и састоји се у везивању протеина за глукидни део кроз гликозидну везу између -ОХ групе серинског или треонинског аминокиселинског остатка и аномерног угљеника шећера.

Формирање ових веза између угљених хидрата и хидроксипролинских и хидроксилизинских остатака и са фенолном групом остатака тирозина је такође примећено..

Н-гликозидне везе

Н-гликозидне везе су најчешће међу гликозилираним протеинима. Н-гликозилација се јавља углавном у ендоплазматском ретикулуму еукариота, са накнадним модификацијама које се могу појавити у Голги комплексу..

Н-гликозилација зависи од присуства консензусне секвенце Асн-Кскк-Сер / Тхр. Гликозидна веза је између амидног азота бочног ланца остатака аспарагина и аномерног угљеника шећера који се везује за пептидни ланац.

Формирање ових линкова у гликозилације зависи ензим познат као олигосаццхарил које преноси олигосахарида из долихол фосфата до амида азот аспарагина остатака.

Друге врсте гликозидних веза

С-гликозидне везе

Они се такође јављају између протеина и угљених хидрата, они су уочени између пептида са Н-терминалним цистеинима и олигосахаридима. Пептиди са овом врстом везе су иницијално изоловани из протеина у урину и хуманих еритроцита везаних за глукозне олигосахариде.

Ц-гликозидне везе

Они су први пут примећени као пост-транслациона модификација (гликозилација) у остатку триптофана у РНази 2 присутној у хуманом урину и у РНази 2 еритроцита. Маноза се везује за угљеник у положају 2 индолног језгра аминокиселине преко Ц-гликозидне везе.

Номенклатура

Израз гликозид се користи за описивање шећера чија је аномерна група замењена групом -ОР (О-гликозиди), -СР (тиоглукозиди), -СеР (селеноглукозиди), -НР (Н-гликозиди или глукозамини) или чак -ЦР (Ц-гликозиди).

Могу се именовати на три различита начина:

(1) замена терминала "-о" имена одговарајућег цикличног облика моносахарида са "-идо" и писање пре, као друга реч, назив групе Р супституента.

(2) коришћење термина "гликозилокси" као префикс имена моносахарида.

(3) коришћење термина О-глицосил, Н-глицосил, С-гликозил или Ц-гликозил као префикс за име хидрокси једињења.

Референце

1. Бертоззи, Ц.Р. & Рабука, Д. (2009). Структурна основа гликанске разноликости. У А. Варки, Р. Цуммингс, & Ј. Еско (ур.), Ессентиалс оф Глицобиологи (2. изд.). Нев Иорк: Цолд Спринг Харбор Лаборатори Пресс. Преузето са ввв.нцби.нлм.них.гов
2. Биерманн, Ц. (1988). Хидролиза и друга цепања гликозидних веза у полисахаридима. Адванцес ин Царбохидрате Цхемистри анд Биоцхемистри, 46, 251-261.
3. Демцхенко, А. В. (2008). Приручник о хемијској гликозилацији: напредак у стереоселективности и терапеутској релевантности. Вилеи-ВЦХ.
4. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., ... Мартин, К. (2003). Молецулар Целл Биологи (5. изд.). Фрееман, В. Х. & Цомпани.
5. Нелсон, Д.Л., & Цок, М. М. (2009). Лехнингер Принциплес оф Биоцхемистри. Омега издања (5. изд.).
6. Номенклатура угљених хидрата (Препоруке 1996). (1996). Преузето са ввв.кмул.ац.ук
7. Содерберг, Т. (2010). Органска хемија са биолошким нагласком, Том И. Цхемистри Фацулти (Вол. 1). Миннесота: Универзитет у Минесоти Моррис Дигитал Велл. Преузето са ввв.дигиталцоммонс.моррис.умн.еду
8. Таилор, Ц. М. (1998). Гликопептиди и гликопротеини: Фокусирајте се на гликозидну везу. Тетрахедрон, 54, 11317-11362.