Struktur, fungsi dan penyakit asid Sialic

The asid sialik monosakarida sembilan atom karbon. Mereka tergolong dalam keluarga derivatif asid neuraminic (5-amino-3,5-dideoksi-D-glycero-D-galacto-nonulosonic asid) dan diedarkan secara meluas di alam semula jadi, terutamanya dalam alam haiwan.

Mereka tidak biasanya berlaku sebagai molekul bebas, tetapi dikaitkan dengan ikatan α-glikosidik ke molekul karbohidrat atau molekul asid sialik lain, dan kemudian boleh menduduki kedudukan terminal atau dalaman dalam rantaian linear karbohidrat.

Istilah "asid sialik" pertama kali diperkenalkan oleh Gunnar Blix pada tahun 1957, walaupun laporan sebelumnya dari penyelidik lain mengatakan tarikh penemuan mereka dari satu atau dua dekad yang lalu, apabila mereka telah digambarkan sebagai sebahagian daripada glycoproteins sialo mucínicas sphingolipids sialo (ganglioside).

Asid sialik terdapat dalam banyak alam semula jadi. Sesetengah virus, bakteria patogen, protozoa, krustasea, flatworms, serangga dan vertebrata seperti ikan, amfibia, burung dan mamalia telah dikesan. Mereka tidak dijumpai, sebaliknya, dalam kulat, alga atau tumbuh-tumbuhan.

Indeks

• 1 Struktur
• 2 Fungsi
  • 2.1 Fungsi dalam proses lekatan sel
  • 2.2 Peranan dalam hayat komponen darah sel
  • 2.3 Fungsi dalam sistem imun
  • 2.4 Fungsi lain
• 3 Penyakit
• 4 Rujukan

Struktur

Asid sialik berlaku terutamanya dalam bahagian terminal glikoprotein dan permukaan glikolipid, yang memberikan kepelbagaian yang besar kepada glycoconjugates ini. Corak "sialylation" yang berbeza adalah hasil daripada ekspresi glikosiltransferases khusus tisu (sialyltransferases).

Dari segi struktur, asid sialik milik keluarga 40 derivatif semula jadi asid neuraminic yang N-acylated, menyebabkan dua struktur "ibu bapa": N-acetylneuraminic asid (Neu5Ac) atau N-glycolyl asid neuraminic (Neu5Gc).

Ciri-ciri strukturnya termasuk kehadiran kumpulan amino (yang boleh diubahsuai) pada kedudukan 5, dan kumpulan karboksilik dalam posisi 1, yang boleh diioniskan pada pH fisiologi. Molekul karbon C-3 deoxygenated dan molekul gliserol pada kedudukan C-6.

Banyak derivatif yang timbul daripada penggantian kumpulan hidroksil pada kedudukan C-4, C-7, C-8 dan C-9 oleh bahagian asetil, glikol, laktil, metil, sulfat dan fosfat; serta pengenalan bon berganda antara C-2 dan C-3.

Dalam kedudukan linear terminal, kesatuan sebahagian daripada rantaian asid sialik oligosakarida melibatkan ikatan α-glycosidic antara kumpulan hidroksil anomeric karbon C-2 asid sialik dan kumpulan hidroksil karbon C-3, C- 4 atau C-6 bahagian yang monosakarida.

Ikatan ini boleh di antara sisa-sisa galaktosa, N-asetilglukosamin, N-asetilgalactosamine dan dalam beberapa gangliosida unik, glukosa. Mereka boleh diberikan oleh ikatan N-glycosidic atau O-glikosid.

Fungsi

Adalah dipercayai bahawa asid sialik membantu organisma parasit hidup dalam organisma tuan rumah; Contohnya adalah patogen mamalia yang menghasilkan enzim metabolisme asid sialik (sialidases atau lyas N-asetilneuraminik).

Tiada satu spesies mamalia yang mana telah tidak dilaporkan kehadiran asid sialik sebagai sebahagian daripada glycoproteins umumnya glycoproteins serum, membran mukus, sebagai sebahagian daripada struktur permukaan sel atau sebagai sebahagian daripada karbohidrat kompleks.

Mereka telah dijumpai dalam oligosakarida berasid susu dan kolostrum manusia, lembu, domba, anjing dan babi, dan juga sebagai sebahagian daripada air kencing tikus dan manusia.

Fungsi dalam proses lekatan sel

Glycoconjugates dengan bahagian asid sialik memainkan peranan penting dalam proses pertukaran maklumat antara sel jiran dan antara sel dan persekitarannya.

Kehadiran asid sialik dalam membran sel menyumbang kepada penubuhan cas negatif pada permukaan, yang mempunyai kesan positif dalam beberapa kejadian elektrostatik antara sel dan beberapa molekul.

Di samping itu, caj negatif memberikan asid sialik dalam membran sebagai peranan dalam pengangkutan ion bermuatan positif.

Telah dilaporkan bahawa pengikatan endothelium dan epitelium ke membran glomerular basal dipermudah oleh asid sialik, dan ini juga mempengaruhi hubungan antara sel-sel ini.

Peranan dalam seumur hidup komponen darah sel

Asid sialik mempunyai fungsi penting sebagai sebahagian daripada glikoporin A dalam membran plasma eritrosit. Sesetengah kajian menunjukkan bahawa kandungan asid sialik berkadar songsang dengan usia sel-sel ini.

Erythrocytes dirawat dengan enzim neuraminidase, yang bertanggungjawab terhadap kemerosotan asid sialik, secara drastik mengurangkan separuh hayat mereka dalam aliran darah dari 120 hari ke beberapa jam. Kes yang sama telah diperhatikan dengan platelet.

Thrombocytes kehilangan kapasiti lekatan dan pengagregatan jika tiada asid sialik dalam protein permukaan mereka. Dalam limfosit, asid sialik juga memainkan peranan penting dalam proses lekatan dan pengenalan sel, serta dalam interaksi dengan reseptor permukaan.

Fungsi dalam sistem imun

Sistem kekebalan tubuh dapat membezakan antara struktur sendiri atau invasif berdasarkan pengiktirafan pola asid sialik yang terdapat dalam membran.

Asid sialik, serta enzim neuraminidase dan sialyltransferase, mempunyai sifat pengawalseliaan penting. Bahagian terminal asid sialik dalam glycoconjugates membran plasma mempunyai fungsi masking atau sebagai reseptor membran.

Selain itu, beberapa penulis telah menimbulkan kemungkinan bahawa asid sialik mempunyai fungsi antigen, tetapi ia belum diketahui dengan pasti. Walau bagaimanapun, fungsi pemeliharaan residu asid sialik sangat penting dalam pengawalan sel.

Pelekat boleh menjadi pelindung peranan langsung atau tidak langsung, bergantung kepada sama ada bahagian asid sialik langsung meliputi sisa karbohidrat antigen, atau adalah asid sialik dalam glycoconjugate bersebelahan yang topeng bahagian antigen.

Beberapa antibodi mempunyai sisa Neu5Ac mempamerkan sifat virus meneutralkan, kerana imunoglobulin ini mampu mencegah lekatan virus di sebelah conjugates sialo (glycoconjugates dengan bahagian-bahagian asid sialik) dalam membran sel.

Fungsi lain

Dalam saluran usus, asid sialik memainkan peranan yang sama penting, kerana ia adalah sebahagian daripada mukus, yang mempunyai sifat pelincir dan perlindungan, penting untuk seluruh organisma.

Di samping itu, asid sialik juga terdapat dalam membran sel-sel epitelium bronkial, gastrik dan usus, di mana mereka terlibat dalam pengangkutan, rembesan dan proses metabolik lain.

Penyakit

Banyak penyakit diketahui yang melibatkan keabnormalan dalam metabolisme asid sialik dan ini dikenali sebagai sialidosis. Antara yang paling menonjol adalah sialuria dan penyakit Salla, yang dicirikan oleh perkumuhan kencing dengan jumlah besar asid sialic bebas.

Penyakit-penyakit lain perintah imun perubahan anabolik dan enzim katabolik yang berkaitan dengan metabolisme asid sialik, yang menyebabkan pengumpulan menyeleweng dalam glycoconjugates dengan bahagian-bahagian asid sialik yang berkaitan.

Sesetengah penyakit yang berkaitan dengan faktor darah juga diketahui, seperti trombositopenia, yang merangkumi pengurangan paras trombosit darah yang mungkin disebabkan oleh kekurangan asid sialik dalam membran.

penyakit Von Willebrand sepadan dengan kecacatan pada kemampuan lekatan platelet untuk subendothelial glycoconjugates membran dinding salur darah yang disebabkan oleh kecacatan atau kekurangan glycosylation atau sialylation daripada.

Thrombasthenia Glanzmann adalah satu lagi gangguan agregasi trombosit yang kongenital yang akarnya adalah adanya glikoprotein yang cacat dalam membran trombosit. Telah ditunjukkan bahawa kecacatan dalam glikoprotein ini berkaitan dengan kandungan Neu5Ac yang dikurangkan.

Rujukan

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Kimia Organik (ed. 1). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, A. V. (2008). Buku Panduan Kimia Glikosilasi: Kemajuan dalam Stereoselektiviti dan Relevan Terapeutik. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Biologi Asid Sialik. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Asid Sialic: Kimia, Metabolisme dan Fungsi. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktur, fungsi dan metabolisme asid sialik. CMLS Cellular and Molecular Sciences Life, 54, 1330-1349.