Δομή Σιαλικού Οξέος: Λεπτομερείς Επεξηγήσεις

Τα σιαλικά οξέα βρίσκονται σε ζωικούς ιστούς και άλλους μικροοργανισμούς και τα ανθρώπινα εγκεφαλικά κύτταρα το περιέχουν σε μεγάλη ποσότητα.

Για τη διαφορετική σύνδεση, μπορούν να φανούν διαφορετικές αλήθειες της δομής του σιαλικού οξέος που αποτελούν μέρος του γλυκοπρωτεΐνες, γλυκολιπίδια, παράγει διαφορετικές βιοχημικές λειτουργίες που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο.

Δομή του σιαλικού οξέος:

Η δομή του σιαλικού οξέος είναι ένα σάκχαρο αλφακετοξέος με σκελετό εννέα ατόμων άνθρακα, το οποίο λαμβάνεται από ένα μόριο, νευραμινικό οξύ με αντικατάσταση με αμινομάδα μιας από τις υδροξυλομάδες της (-ΟΗ).

Σχεδόν 50 τύποι παραγώγων της δομής του σιαλικού οξέος είναι γνωστοί τώρα. Στον ετεροκυκλικό δακτύλιο, στη θέση του άνθρακα-5, υπάρχει αμινομάδα και στον άνθρακα-1 υπάρχει μια καρβοξυλική ομάδα που περιέχει αρνητικό φορτίο, καθιστά το σιαλικό οξύ ισχυρό οργανικό οξύ.

Η αμινομάδα είναι συνήθως ακετυλιωμένη σημαίνει αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου με ακετυλομάδα, η οποία παράγει Ν-ακετυλνεουραμινικό οξύ, την κοινή μορφή του Σιαλικού οξέος.

δομή σιαλικού οξέος
Δομή σιαλικού οξέος

Αρίθμηση του ατόμου άνθρακα της δομής του σιαλικού οξέος:

Η αρίθμηση των ατόμων άνθρακα της δομής του σιαλικού οξέος ξεκινά από το καρβοξυλικό άτομο άνθρακα σημαίνει ότι είναι C-1 και στη συνέχεια συνεχίζει μαζί με την αλυσίδα.

Υπάρχουν δύο δομικές διαμορφώσεις, η μία είναι ανωμερής άλφα (α) και η άλλη είναι βήτα (β) ανωμερής. Εάν η καρβοξυλική ομάδα στο C-1 βρίσκεται στην αξονική θέση, τότε η διαμόρφωση ονομάζεται σ-ανωμερές και εάν είναι σε ισημερινή θέση τότε ονομάζεται β-ανωμερές.

δομή σιαλικού οξέος
άλφα διαμόρφωση της δομής του σιαλικού οξέος

Κυρίως πάνω από το 90% σχηματίζεται το βήτα ανωμερές.

δομή σιαλικού οξέος
βήτα διαμόρφωση της δομής του σιαλικού οξέος

Ποικιλομορφία στη σύνδεση:

Διαφορετικοί τύποι δεσμών άλφα (α)- σχηματίζονται Ο άνθρακας-2 του σιαλικού οξέος και τα σάκχαρα, εκτός από αυτό, εμφανίζονται κοινές δεσμές στις θέσεις άνθρακα-3 ή άνθρακα-6 των υπολειμμάτων γαλακτόζης.

Τα σιαλικά οξέα μπορούν να καλύψουν τις εσωτερικές θέσεις μέσα στις γλυκάνες, μεταξύ των οποίων το πιο κοινό είναι το σιαλικό οξύ όταν προσκολλάται σε άλλο, συνήθως στη θέση άνθρακα-8. Η θέση Carbon-5 μπορεί να συνδεθεί με ομάδα Ν-ακετυλίου ή ομάδα υδροξυλίου.

Ο άνθρακας-1 που είναι μια καρβοξυλική ομάδα παραμένει γενικά ως ιονισμένη μορφή στη φυσιολογική pH, αλλά μπορεί επίσης να συμπυκνωθεί στη μορφή λακτόνης που έχει ομάδα υδροξυλίου ή στη μορφή λακτάμης με μια ελεύθερη αμινομάδα στη θέση άνθρακα-5.

Η χημική ποικιλομορφία των δομών του σιαλικού οξέος συμβάλλει στο σχηματισμό της ποικιλίας των δομών γλυκάνης στην κυτταρική επιφάνεια, με αποτέλεσμα το σχηματισμό διαφορετικών τύπων κυττάρων. 

Βιοσύνθεση σιαλικού οξέος:

Το σιαλικό οξύ συντίθεται από φωσοϊκή γλυκοζαμίνη 6 και ακετυλο συνένζυμο Α (αποδίδει ακετυλομάδα) μέσω τρανσφεράσης, ενζύμου που καταλύει τη μεταφορά μιας συγκεκριμένης λειτουργικής ομάδας. έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης-6-Ρ.

Αυτό το προϊόν γίνεται Ν-ακετυλομαννοζαμίνη-6-Ρ μέσω της διαδικασίας επιμερισμού, όπου επιμερές μετατρέπεται στο διαστερεομερές άλλο τμήμα του. Αυτό αντιδρά με φωσφοενολοπυρουβικό (εστερικό παράγωγο από ενόλη πυροσταφυλικού και φωσφορικού).

Η παραπάνω αντίδραση παράγει ένωση Ν-ακετυλνεουραμινικού-9-Ρ που ονομάζεται Σιαλικό οξύ. Για να γίνει ενεργό για τη διαδικασία βιοσύνθεσης, προστίθεται μονοφωσφορικός νουκλεοζίτης με το σιαλικό οξύ, αποτέλεσμα του σχηματισμού μονοφωσφορικής κυτιδίνης-σιαλικού οξέος.

Λειτουργία του σιαλικού οξέος:

Οι λειτουργίες των σιαλικών οξέων δημιουργούνται λόγω του ισχυρού ηλεκτροαρνητικού φορτίου πάνω από αυτό, καθώς μπορεί να δεσμεύσει και να μεταφέρει ιόντα (κατιόν) μέσω ηλεκτροστατικής έλξης και επίσης να σταθεροποιήσει τη διαμόρφωση του πρωτεϊνών συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων επίσης.

Για τη μεταφορά φορτίου σιαλικού οξέος, μπορεί να αυξήσει το ιξώδες (η δύναμη αντίστασης στην παραμόρφωση) της βλεννίνης, πρωτεϊνών υψηλού μοριακού βάρους που μπορούν να σχηματίσουν γέλη (κύριο συστατικό του φλέγμα), προστατεύει τα μόρια και τα κύτταρα από την επίθεση των γλυκοσιδασών, αυξάνει τη διάρκεια ζωής.

Ελέγχει τη συγγένεια των υποδοχέων, των πρωτεϊνικών δομών που μπορούν να συνδεθούν με χημικούς αγγελιοφόρους και να προκαλέσουν αλλαγή στην ηλεκτρική δραστηριότητα του κυττάρου και μπορεί να αναφέρει στις διαδικασίες διαμόρφωσης που περιλαμβάνουν σηματοδότηση μεμβράνης, ανάπτυξη κ.λπ.

Η υδρόφιλη φύση της δομής του σιαλικού οξέος:

Στις επιφανειακές μεμβράνες βρίσκονται γλυκοσυζεύγματα που περιέχουν ολιγοσακχαρίτες πλούσιους σε σιαλικό οξύ που βοηθούν στη διατήρηση του μορίου του νερού στην επιφάνεια του κυττάρου.

Καθώς η καρβοξυλική ομάδα του άνθρακα-1 παραμένει αρνητικά φορτισμένη και το σιαλικό οξύ παραμένει στην τερματική θέση της υδατανθρακικής αλυσίδας, έτσι οι πλούσιες περιοχές του σιαλικού οξέος δημιουργούν αρνητικό φορτίο στην επιφάνεια του κυττάρου.

Το νερό είναι ένα πολικό μόριο που έχει μερικό θετικό φορτίο στα άτομα του υδρογόνου, επομένως έλκεται από την αρνητικά φορτισμένη κυτταρική επιφάνεια και μεμβράνη.

Λειτουργεί ως συστατικό κάλυψης:

Ερυθροκύτταρα και άλλα αιμοσφαίρια καλύπτονται από ένα πυκνό στρώμα σιαλικού οξέος κατά τη διάρκεια της κανονικής ζωής τους και απομακρύνονται σταδιακά με υδρόλυση. Τελικά το αποκαλυμμένο κελί καταστρέφεται από φαγοκυττάρωση, άρα το σιαλικό οξύ τα προστατεύει.

Λειτουργεί ως ιστότοποι αναγνώρισης:

Οι δομές του σιαλικού οξέος (συστατικά των προσδεμάτων γλυκάνης) αναγνωρίζονται από μόρια που ανήκουν σε Λεκτίνη.

Τα φυτά δεν έχουν σιαλικά οξέα, επομένως αυτές οι λεκτίνες μπορούν να βοηθήσουν στην άμυνα ενάντια στους μικροοργανισμούς που περιέχουν σιαλικά οξέα. Στα Σιαλικά όξινη δομή ο άνθρακας-1 που περιέχει καρβοξυλική ομάδα (αρνητικά φορτισμένη) είναι αποδεδειγμένα κρίσιμος για την αναγνώριση.

Συμπέρασμα

Για την καρβοξυλική ομάδα που υπάρχει στο Sialic όξινη δομή, η πυκνότητα αρνητικού φορτίου που δημιουργείται η οποία είναι μία από τις αιτίες των διαφορετικών λειτουργιών.