Struktura, funkcije i bolesti sijalne kiseline



sijalne kiseline oni su monosaharidi od devet ugljikovih atoma. Oni pripadaju obitelji derivata neuraminske kiseline (5-amino-3,5-dideoksi-D-glicero-D-galakto-nonulosonska kiselina) i široko su rasprostranjeni u prirodi, osobito u životinjskom carstvu..

Oni se obično ne pojavljuju kao slobodne molekule, ali su povezani α-glikozidnim vezama s molekulama ugljikohidrata ili drugim molekulama sijalinske kiseline, a mogu zauzeti terminalne ili unutarnje položaje unutar linearnog lanca ugljikohidrata.

Pojam "sialična kiselina" prvi je put skovao Gunnar Blix 1957. godine, iako prethodna izvješća drugih istraživača pokazuju da otkriće potječe iz jednog ili dva prethodna desetljeća, kada su opisani kao dio sialo mucinic glikoproteina i sialo sfingolipida (gangliozida)..

Sialične kiseline prisutne su u mnogim područjima prirode. Otkriveni su neki virusi, patogene bakterije, protozoe, rakovi, pljosnati crvi, kukci i kralježnjaci kao što su ribe, vodozemci, ptice i sisavci. Naprotiv, nisu pronađeni u gljivama, algama ili biljkama.

indeks

  • 1 Struktura
  • 2 Funkcije
    • 2.1 Funkcija u procesima stanične adhezije
    • 2.2 Uloga u vijeku trajanja komponenti stanične krvi
    • 2.3 Funkcije u imunološkom sustavu
    • 2.4 Ostale funkcije
  • 3 Bolesti
  • 4 Reference

struktura

Sialične kiseline se pojavljuju uglavnom u terminalnom dijelu glikoproteina i površinskih glikolipida, osiguravajući veliku raznolikost tim glikokonjugatima. Diferencijalni "sialilacijski" uzorci su proizvod ekspresije glikoziltransferaza specifičnih za tkivo (sialiltransferaze).

Strukturno, sijalne kiseline pripadaju obitelji od oko 40 prirodnih derivata neuraminske kiseline koje su N-acilirane, što dovodi do dvije "roditeljske" strukture: N-acetilneuraminska kiselina (Neu5Ac) ili N-glikolil neuraminska kiselina (Neu5Gc).

Njegova strukturna obilježja uključuju prisutnost amino skupine (koja se može modificirati) u položaju 5 i karboksilne skupine na položaju 1, koja se može ionizirati na fiziološkom pH. Deoksigenirani C-3 ugljik i molekula glicerola na C-6 položaju.

Mnogi derivati ​​proizlaze iz supstitucije hidroksilnih skupina na položajima C-4, C-7, C-8 i C-9 acetilnim, glikolnim, laktilnim, metilnim, sulfatnim i fosfatnim dijelovima; kao i uvođenje dvostrukih veza između C-2 i C-3.

U terminalnom linearnom položaju, vezanje dijela sialične kiseline na oligosaharidni lanac uključuje a-glikozidnu vezu između hidroksilne skupine C-2 anomernog ugljika sialične kiseline i hidroksilnih skupina C-3, C-ugljikovih atoma. 4 ili C-6 monosaharidnog dijela.

Ove veze mogu biti između galaktoznih ostataka, N-acetilglukozamina, N-acetilgalaktozamina i nekih jedinstvenih gangliozida, glukoze. Mogu se davati N-glikozidnim ili O-glikozidnim vezama.

funkcije

Smatra se da sijalne kiseline pomažu parazitskim organizmima da opstanu unutar organizma domaćina; Primjer toga su patogeni sisavci koji proizvode enzime metabolizma sijalinske kiseline (sialidaze ili N-acetilneuraminske lijaze).

Ne postoji vrsta sisavaca za koju nije prijavljena prisutnost sialičnih kiselina kao dio glikoproteina općenito, serumski glikoproteini, sluznice, kao dio stanične površinske strukture ili kao dio složenih ugljikohidrata.

Pronađeni su u kiselim oligosaharidima mlijeka i kolostruma ljudi, goveda, ovaca, očnjaka i svinja, te također kao dio urina štakora i ljudi.

Funkcija u procesima stanične adhezije

Glikokonjugati s dijelovima sijalne kiseline imaju važnu ulogu u procesima razmjene informacija između susjednih stanica i između stanica i njihove okoline.

Prisutnost sijalne kiseline u staničnim membranama pridonosi uspostavljanju negativnog naboja na površini, što ima pozitivne posljedice u nekim slučajevima elektrostatskog odbijanja između stanica i nekih molekula..

Osim toga, negativni naboj daje sijaličkim kiselinama u membrani ulogu u transportu pozitivno nabijenih iona.

Prijavljeno je da je vezanje endotela i epitela na bazalnu glomerularnu membranu olakšano sialičnom kiselinom, a to također utječe na kontakt između tih stanica..

Uloga u trajanju staničnih komponenti krvi

Sialična kiselina ima važne funkcije kao dio glikoforina A u plazmatskoj membrani eritrocita. Neke studije su pokazale da je sadržaj sijalinske kiseline obrnuto proporcionalan starosti tih stanica.

Eritrociti tretirani enzimima neuraminidaze, odgovorni za razgradnju sialične kiseline, drastično smanjuju poluživot u krvotoku s 120 dana na nekoliko sati. Isti je slučaj zabilježen kod trombocita.

Trombociti gube sposobnost adhezije i agregacije u odsutnosti sialične kiseline u njihovim površinskim proteinima. U limfocitima, sijalna kiselina također igra važnu ulogu u procesima adhezije i prepoznavanja stanica, kao iu interakciji s površinskim receptorima.

Funkcije u imunološkom sustavu

Imunološki sustav je u stanju razlikovati vlastite ili invazivne strukture temeljene na prepoznavanju uzoraka sialične kiseline prisutnih u membranama..

Sialična kiselina, kao i enzimi neuraminidaze i sialiltransferaze, posjeduju važna regulatorna svojstva. Terminalni dijelovi sialične kiseline u glikokonjugatima plazma membrane imaju funkcije maskiranja ili membranske receptore.

Osim toga, nekoliko autora ukazalo je na mogućnost da sialična kiselina ima antigenske funkcije, ali još nije sigurna. Međutim, funkcije maskiranja ostataka sialične kiseline vrlo su važne u staničnoj regulaciji.

Maskiranje može imati izravnu ili neizravnu zaštitnu ulogu, ovisno o tome da li dio sialične kiseline izravno pokriva antigenski ostatak ugljikohidrata, ili je to sijalna kiselina u susjednom glikokonjugatu koji maskira antigenski dio..

Neka antitijela imaju ostatke Neu5Ac koji pokazuju svojstva neutraliziranja virusa, budući da su ti imunoglobulini sposobni spriječiti adheziju virusa na konjugirani sialo (glikokonjugati s dijelovima sijalne kiseline) u staničnoj membrani..

Ostale funkcije

U crijevnom traktu sijalne kiseline imaju jednako važnu ulogu, budući da su dio mucina, koji imaju maziva i zaštitna svojstva, bitna za cijeli organizam..

Osim toga, sijalne kiseline su također prisutne u membranama bronhijalnih, želučanih i crijevnih epitelnih stanica, gdje su uključene u transport, sekreciju i druge metaboličke procese..

oboljenja

Poznate su brojne bolesti koje uključuju abnormalnosti u metabolizmu sijalinske kiseline i poznate su kao sijalidoza. Među najistaknutijim su sialurija i Sallina bolest, koje karakterizira izlučivanje mokraćom s velikim količinama slobodnih sialičnih kiselina..

Druge bolesti imunološkog reda odnose se na promjene anaboličkih i kataboličkih enzima povezanih s metabolizmom sijalne kiseline, koje uzrokuju nenormalnu akumulaciju glikokonjugata s dijelovima sijalne kiseline..

Poznate su i neke bolesti povezane s krvnim faktorima, kao što je trombocitopenija, koja se sastoji od smanjenja razine trombocita u krvi, vjerojatno uzrokovanog nedostatkom sijalinske kiseline u membrani..

Von Willebrandova bolest odgovara defektu adhezijskog kapaciteta trombocita prema glikokonjugatima subendotelnih membrana na zidu krvnih žila, uzrokovanih nedostatkom ili nedostatkom glikozilacije ili sialilacije.

Glanzmannova trombastenija je još jedan kongenitalni poremećaj agregacije trombocita čiji je korijen prisutnost defektnih glikoproteina u membrani trombocita. Pokazalo se da su defekti u tim glikoproteinima povezani s smanjenim sadržajem Neu5Ac.

reference

  1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organic Chemistry (1. izd.). New York: Oxford University Press.
  2. Demchenko, A. V. (2008). Priručnik o kemijskoj glikozilaciji: napredak u stereoselektivnosti i terapijskoj važnosti. Wiley-VCH.
  3. Rosenberg, A. (1995). Biologija sijalnih kiselina. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
  4. Schauer, R. (1982). Sialične kiseline: kemija, metabolizam i funkcija. Springer-Verlag Wien New York.
  5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktura, funkcija i metabolizam sijalnih kiselina. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330-1349.