Taipkan ciri, jenis dan nomenklikan glikosid



The bon glikosid adalah ikatan kovalen yang berlaku di antara gula (karbohidrat) dan molekul lain, yang mungkin monosakarida lain atau molekul lain yang berbeza. Pautan ini memungkinkan adanya komponen berbilang asas bagi kehidupan, bukan sahaja dalam pembentukan bahan api rizab dan elemen struktur, tetapi juga maklumat molekul pengangkutan penting untuk komunikasi selular.

Pembentukan polisakarida bergantung terutamanya pada penubuhan ikatan glikosidat antara kumpulan alkohol atau hidroksil bebas unit monosakarida individu.

Walau bagaimanapun, sesetengah polisakarida kompleks yang mengandungi diubahsuai gula yang melekat pada molekul kecil atau kumpulan-kumpulan seperti amino, sulfat dan acetyl melalui hubungan glycosidic, yang tidak semestinya melibatkan pembebasan molekul air oleh tindak balas pemeluwapan. Pengubahsuaian ini sangat biasa di dalam glycans yang terdapat dalam matriks ekstraselular atau glycocalyx.

hubungan glycosidic berlaku dalam konteks sel berbilang, termasuk sphingolipids kumpulan kepala kutub mengikat beberapa juzuk penting dalam membran sel banyak organisma, dan pembentukan glycoproteins dan proteoglikan.

Polisakarida penting seperti selulosa, kitin, agar, glikogen dan kanji tidak boleh dilakukan tanpa ikatan glikosid. Begitu juga, glikosilasi protein, yang terjadi di retikulum endoplasma dan di kompleks Golgi, sangat penting untuk aktiviti banyak protein..

Banyak oligo- dan polysaccharides berfungsi sebagai takungan glukosa, sebagai komponen struktur atau sebagai pelekat untuk mengikat sel dalam tisu.

Hubungan antara hubungan glycosidic dalam oligosakarida adalah mirip kepada yang bon peptide dalam polypeptides dan hubungan phosphodiester dalam polynucleotides, dengan perbezaan bahawa terdapat bon glycosidic kepelbagaian.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri
    • 1.1 Pembentukan ikatan glikosid
    • 1.2 Hidrolisis ikatan glikosid
    • 1.3 Kepelbagaian
  • 2 Jenis
    • 2.1 Bon-o-glikosid
    • 2.2 N-glikosidat bon
    • 2.3 Lain-lain jenis bon glikosid
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Rujukan

Ciri-ciri

bon glycosidic adalah lebih pelbagai daripada analog mereka dalam protein dan asid nukleik, kerana pada dasarnya dua molekul gula sama ada boleh menyertai bersama-sama dalam banyak cara, kerana mereka mempunyai pelbagai kumpulan -OH yang boleh mengambil bahagian dalam pembentukan pautan itu.

Di samping itu, isomer-molekul monosakarida, iaitu salah satu daripada dua orientasi yang dapat diperolehi oleh kumpulan hidroksil dalam struktur kitaran berkenaan dengan karbon anomerik, menyediakan tahap kepelbagaian tambahan.

Isomer mempunyai tiga struktur dimensi yang berbeza dan juga aktiviti-aktiviti biologi yang berbeza. Selulosa dan glikogen terdiri daripada unit D-glukosa mengulangi tetapi berbeza dari segi jenis hubungan glycosidic (α1-4 dan β1-4 kepada glikogen untuk selulosa), dan dengan itu mempunyai ciri-ciri yang berbeza dan fungsi.

Dan polypeptides mempunyai kekutuban dengan N- dan C- lain, dan polynucleotides mempunyai 5 'dan 3', yang oligo- atau polisakarida mempunyai kekutuban yang ditakrifkan oleh hujung mengurangkan dan nonreducing.

Akhir penurunan mempunyai pusat anomeris bebas yang tidak membentuk ikatan glikosida dengan molekul lain, oleh itu mengekalkan kereaktifan kimia aldehida.

Ikatan glikosid adalah rantau yang paling fleksibel dari molekul oligo atau polysaccharide, kerana kerusi struktur konformasi monosakarida individu secara relatifnya tegar.

Pembentukan ikatan glikosid

Ikatan glikosidik boleh mengikat dua molekul monosakarida melalui karbon anomerik satu dan kumpulan hidroksil yang lain. Iaitu, kumpulan hemiacetal satu gula bertindak balas dengan kumpulan alkohol yang lain untuk membentuk aseton.

Secara umumnya, pembentukan ikatan ini berlaku melalui tindak balas pemeluwapan, di mana satu molekul air dilepaskan dengan setiap ikatan yang membentuk.

Walau bagaimanapun, dalam beberapa reaksi oksigen tidak meninggalkan molekul gula sebagai air, tetapi sebagai sebahagian daripada kumpulan difosfat nukleotida uridine diphosphate.

Reaksi-reaksi yang menimbulkan ikatan glikosidik dipangkin oleh kelas enzim yang dikenali sebagai glycosyltransferases. Mereka membentuk antara kovalen diubahsuai dengan penambahan kumpulan fosfat atau nukleotida (glukosa 6-fosfat, UDP-galaktosa, sebagai contoh) yang mengikat kepada gula rantaian polimer yang semakin meningkat.

Hidrolisis ikatan glikosid

Bon glikosidik dapat dengan mudah hidrolisis dalam persekitaran yang sedikit berasid, tetapi mereka menentang persekitaran yang agak alkali.

Hidrolisis enzimatik ikatan glikosidik dikawal oleh enzim yang dikenali sebagai glikosidase. Banyak mamalia tidak mempunyai enzim ini untuk degradasi selulosa, jadi mereka tidak dapat mengeluarkan tenaga dari polisakarida ini, walaupun merupakan sumber serat yang penting.

Ruminan seperti lembu, sebagai contoh, mempunyai usus mereka bakteria yang berkaitan yang menghasilkan enzim yang mampu menjatuhkan maruah selulosa ditelan, yang membuat mereka dapat memanfaatkan tenaga dipelihara dalam tisu tumbuhan.

The lysozyme enzim dihasilkan dalam air mata mata dan beberapa virus bakteria, mampu memusnahkan bakteria disebabkan oleh aktiviti hydrolytic, yang terbelah bon glycosidic antara N-acetylglucosamine dan asid N-acetylmuramic dalam dinding sel bakteria.

Kepelbagaian

Oligosakarida, polisakarida atau glycans adalah molekul yang sangat pelbagai dan ini adalah disebabkan oleh pelbagai cara di mana monosakarida dapat dihubungkan bersama untuk membentuk struktur susunan yang lebih tinggi.

Ini kepelbagaian hakikat, seperti yang dinyatakan di atas, bahawa gula mempunyai kumpulan hidroksil yang membolehkan kawasan mengikat yang berbeza, dan pautan boleh berlaku antara kedua-dua stereoisomer mungkin mengenai gula anomeric karbon (α atau β).

Bon glikosida boleh dibentuk antara gula dan sebatian hidroksilat seperti alkohol atau asid amino.

Di samping itu, monosakarida yang boleh membentuk dua bon glycosidic, supaya boleh berfungsi sebagai titik cawangan, memperkenalkan kerumitan yang mungkin berlaku dalam struktur glycans atau polisakarida ke dalam sel-sel.

Jenis

Bagi jenis bon glycosidic bimbang, boleh dibezakan dua kategori: hubungan glycosidic antara monosakarida membentuk oligo- dan polisakarida, dan bon glycosidic berlaku di glycoproteins atau glikolipid, protein atau lipid dengan bahagian-bahagian glucides.

Bon O-glikosid

Bon O-glikosid berlaku antara monosakarida, dibentuk oleh reaksi antara kumpulan hidroksil satu molekul gula dan karbon anomerik yang lain.

Disaccharides adalah antara oligosakarida yang paling biasa. Polisakarida mempunyai lebih daripada 20 unit monosakarida yang dikaitkan secara linear dan kadang kala mempunyai beberapa cabang.

Dalam disaccharides seperti maltosa, laktosa dan sukrosa, ikatan glikosid yang paling biasa ialah jenis O-glikosid. Ikatan ini boleh berlaku di antara karbon dan -OH daripada bentuk isomer α atau β.

Pembentukan ikatan glikosid dalam oligo- dan polisakarida akan bergantung kepada sifat stereokimia gula yang mengikat, serta bilangan atom karbonnya. Secara umum, untuk gula dengan 6 karbohidrat, ikatan linear berlaku di antara karbon 1 dan 4 atau 1 dan 6.

Terdapat dua jenis utama O-glikosida yang, bergantung kepada nomenklatur, ditakrifkan sebagai α dan β atau 1,2-cis dan 1,2-trans-glikosida.

Sisa 1,2-cis terglikosilat α-glikosida untuk D-glukosa, D-galaktosa, L-fucose, D-xylose atau β-glikosida untuk D-mannose, L-arabinose; serta 1,2-trans (β-glikosida untuk D-glukosa, D-galaktosa dan α-glikosida untuk D-mannose, dan lain-lain), sangat penting bagi banyak komponen semulajadi.

O-glikosilasi

Salah satu pengubahsuaian selepas pengubahsuaian yang paling biasa adalah glycosylation, yang melibatkan penambahan sebahagian glucidic kepada peptida atau protein yang semakin meningkat. Moin, protein rembesan, mungkin mengandungi sejumlah besar rantai oligosakarida yang dikaitkan dengan ikatan O-glikosid.

Proses O-glycosylation berlaku di kompleks Golgi daripada eukariot dan terdiri daripada pengikatan protein untuk moiety gula melalui bon glycosidic antara kumpulan OH suatu amino asid sisa serine atau threonine dan karbon anomeric gula.

Pembentukan ikatan ini antara residu karbohidrat dan hydroxyproline dan hidrokslisin dan dengan kumpulan phenolic residu tyrosine juga telah diperhatikan..

Bon N-glikosid

Ikatan N-glikosid adalah yang paling biasa di kalangan protein glikosilat. N-glikosilasi berlaku terutamanya dalam retikulum endoplasma eukariota, dengan pengubahsuaian berikutnya yang mungkin berlaku di kompleks Golgi..

N-glikosilasi bergantung kepada kehadiran urutan konsensus Asn-Xxx-Ser / Thr. Ikatan glikosid adalah antara nitrogen amida rantai sampingan sisa asparagine dan karbon anomerik gula yang mengikat rantai peptida.

Pembentukan pautan ini semasa glycosylation bergantung kepada enzim yang dikenali sebagai oligosaccharyl yang memindahkan oligosakarida dari fosfat dolichol kepada nitrogen amide sisa asparagine.

Jenis-jenis ikatan glikosid

Bon S-glikosid

Mereka juga berlaku di antara protein dan karbohidrat, mereka telah diperhatikan antara peptida dengan sistein N-terminal dan oligosakarida. Peptida dengan jenis pautan ini pada mulanya terpencil daripada protein dalam air kencing dan eritrosit manusia yang terikat kepada glukosa oligosakarida.

Ikatan C-glikosid

Mereka mula-mula diperhatikan sebagai pengubahsuaian posttranslational (glycosylation) sisa tryptophan di 2 RNase di dalam air kencing manusia dan RNase 2 eritrosit. Mannose mengikat karbon pada posisi 2 nukleus indole asid amino melalui ikatan C-glikosid.

Tatanama

The glycoside istilah yang digunakan untuk menggambarkan sebarang gula yang anomeric kumpulan digantikan dengan kumpulan -Atau (O-glikosida), -SR (thioglucosides) -Ser (selenoglucósidos), -NR (N-glikosida atau glucosamines) atau -CR (C-glikosida).

Mereka boleh dinamakan dalam tiga cara yang berbeza:

(1) menggantikan "-o" nama terminal monosakarida sepadan cyclically oleh "-ido" dan sebelum menulis, kerana perkataan yang lain, kumpulan nama gantian R.

(2) menggunakan istilah "glycosyloxy" sebagai awalan nama monosakarida.

(3) menggunakan istilah ini O-glikosil, N-glikosil, S-glikosil atau C-glikosil sebagai awalan untuk nama sebatian hidroksi.

Rujukan

  1. Bertozzi, C. R., & Rabuka, D. (2009). Asas Struktural Kepelbagaian Glycan. Dalam A. Varki, R. Cummings, & J. Esko (Eds.), Keperluan Glycobiology (Ed ed.). New York: Press Lab Laboratory Cold Spring. Diperolehi daripada www.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Biermann, C. (1988). Hidrolisis dan pembengkakan lain dalam hubungan Glycosidic dalam polisakarida. Pendahuluan dalam Kimia Karbohidrat dan Biokimia, 46, 251-261.
  3. Demchenko, A. V. (2008). Buku Panduan Kimia Glikosilasi: Kemajuan dalam Stereoselektiviti dan Relevan Terapeutik. Wiley-VCH.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., ... Martin, K. (2003). Biologi Sel Molekul (Edisi ke-5). Freeman, W. H. & Syarikat.
  5. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Prinsip Biokimia Lehninger. Edisi Omega (5th ed.).
  6. Tatanama Karbohidrat (Cadangan 1996). (1996). Diambil dari www.qmul.ac.uk
  7. Soderberg, T. (2010). Kimia Organik dengan Penekanan Biologi, Jilid I. Fakulti Kimia (Vol. 1). Minnesota: Universiti Minnesota Morris Digital Well. Diperolehi daripada www.digitalcommons.morris.umn.edu
  8. Taylor, C. M. (1998). Glikopeptida dan Glikoprotein: Fokus pada Hubungan Glikosid. Tetrahedron, 54, 11317-11362.