Sialinsyrestruktur, funktioner og sygdomme

den sialinsyrer de er monosaccharider med ni carbonatomer. De tilhører familien af ​​neuraminsyre-derivater (5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonsyre) og er bredt fordelt i naturen, især i dyreriget.

Normalt ikke forekomme som frie molekyler, men er forbundet ved α-glucosid til kulhydrat molekyler eller andre molekyler af sialinsyre, kan derefter tage enten terminale eller interne positioner inden for en lineær kæde kulhydrater.

Udtrykket "sialinsyre" blev først opfundet af Gunnar Blix i 1957, selv om tidligere rapporter fra andre forskere sige deres opdagelse stammer fra en eller to foregående årtier, når de blev beskrevet som en del af glycoproteiner sialo mucínicas og sphingolipider sialo (gangliosid).

Sialinsyrer er til stede i mange af naturens rigdomme. De blev opdaget i nogle vira, patogene bakterier, protozoer, krebsdyr, fladorme, insekter og hvirveldyr såsom fisk, padder, fugle og pattedyr. De er ikke blevet fundet, tværtimod i svampe, alger eller planter.

indeks

• 1 struktur
• 2 funktioner
  • 2.1 Funktion i celleadhæsionsprocesser
  • 2.2 Rolle i livstid af cellulære blodkomponenter
  • 2.3 Funktioner i immunsystemet
  • 2.4 Andre funktioner
• 3 sygdomme
• 4 referencer

struktur

Sialinsyrer forekommer hovedsageligt i den terminale del af glycoproteiner og overfladeglycolipider, hvilket giver stor diversitet til disse glycokonjugater. Differentielle "sialylerings" mønstre er produktet af ekspressionen af ​​vævsspecifikke glycosyltransferaser (sialyltransferaser).

Strukturelt sialinsyrer tilhører en familie af 40 naturlige derivater af neuraminsyre som er N-acyleret, hvilket resulterer i to "parentale" strukturer: N-acetylneuraminsyre (Neu5Ac) eller N-glycolyl neuraminsyre (Neu5Gc).

Dens strukturelle egenskaber indbefatter tilstedeværelsen af ​​en aminogruppe (som kan modificeres) i position 5 og en carboxylgruppe i position 1, der kan ioniseres ved fysiologisk pH. Et deoxygeneret C-3-carbon og et glycerolmolekyle i C-6-stillingen.

Mange derivater følge af substitution af hydroxylgrupperne i stillingerne C-9 acetyl portions C-4, C-7, C-8 og glycol, lactyl, methyl, sulfat og phosphat; såvel som indførelsen af ​​dobbeltbindinger mellem C-2 og C-3.

I terminalen lineære position, foreningen af ​​en del af en sialinsyre oligosaccharidkæde involverer en α-glycosidbinding mellem den anomere hydroxylgruppe af carbon C-2 af sialinsyre og hydroxylgrupperne carbonatomerne C-3, C- 4 eller C-6 i monosacchariddelen.

Disse bindinger kan være mellem galactose rester, N-acetylglucosamin, N-acetylgalactosamin og i nogle unikke gangliosider, glucose. De kan gives af N-glycosid- eller O-glycosidbindinger.

funktioner

Det antages, at sialinsyrer hjælper parasitære organismer overleve inden for værtsorganismen; Eksempler på dette er patogener af pattedyr, der producerer sialsyremetabolismens enzymer (sialidaser eller N-acetylneuraminiske lyaser).

Ingen mammale arter, som ikke har rapporteret tilstedeværelsen af ​​sialinsyre som en del af glycoproteiner generelt glycoproteiner serum, slimhinder, som en del af celleoverfladestrukturer eller som en del af komplekse kulhydrater.

De er blevet fundet i de sure oligosaccharider af mælk og colostrum hos mennesker, kvæg, får, hjørnetænder og svin og også som en del af urinen hos rotter og mennesker.

Funktion i celleadhæsionsprocesser

Glycoconjugater med dele af sialinsyre spiller en vigtig rolle i processerne for informationsudveksling mellem naboceller og mellem celler og deres omgivelser.

Tilstedeværelsen af ​​sialinsyre i cellemembraner bidrager til etablering af en negativ ladning på overfladen, hvilket har positive konsekvenser i nogle tilfælde af elektrostatisk afstødning mellem celler og nogle molekyler.

Desuden giver den negative ladning sialinsyrerne i membranen en rolle i transporten af ​​positivt ladede ioner.

Det er blevet rapporteret, at bindingen af ​​endotelet og epitelet til den basale glomerulære membran letter sialinsyre, og dette påvirker også kontakten mellem disse celler.

Rolle i livstid af cellulære blodkomponenter

Sialinsyre har vigtige funktioner som en del af glycophorin A i erythrocytternes plasmamembran. Nogle undersøgelser har vist, at indholdet af sialinsyre er omvendt proportional med alderen af ​​disse celler.

Erythrocytter behandlet med neuraminidase enzymer, der er ansvarlige for nedbrydning af sialinsyre, reducerer deres halveringstid i blodbanen drastisk fra 120 dage til et par timer. Den samme sag er blevet observeret med blodplader.

Trombocytter mister vedhæftnings- og aggregeringskapacitet i fravær af sialinsyre i deres overfladeproteiner. I lymfocytter spiller sialinsyre også en vigtig rolle i celleadhæsions- og genkendelsesprocesser, såvel som i interaktion med overfladereceptorer.

Funktioner i immunsystemet

Immunsystemet er i stand til at skelne mellem egne eller invasive strukturer baseret på anerkendelsen af ​​de sialiske syremønstre, der findes i membranerne.

Sialinsyre, såvel som enzymerne neuraminidase og sialyltransferase, har vigtige regulatoriske egenskaber. De terminale dele af sialinsyre i plasmamembran-glycokonjugater har maskeringsfunktioner eller som membranreceptorer.

Derudover har flere forfattere rejst muligheden for, at sialinsyre har antigeniske funktioner, men det er endnu ikke kendt med sikkerhed. Funktionerne ved maskering af sialinsyrerester er imidlertid meget vigtige ved cellregulering.

Maskering kan være direkte eller indirekte rolle beskytter, afhængigt af om sialinsyre del direkte dækker den antigene kulhydrat rest eller er en sialinsyre i et tilstødende glycokonjugat, som maskerer den antigene del.

Nogle antistoffer har Neu5Ac-rester udviser virusneutraliserende egenskaber, da disse immunoglobuliner er stand til at forhindre adhæsion af virusset til konjugaterne sialo (glycokonjugater med dele af sialinsyre) i cellemembranen.

Andre funktioner

I tarmkanalen spiller sialinsyrer en lige vigtig rolle, da de er en del af mucinerne, der har smørende og beskyttende egenskaber, der er essentielle for hele organismen.

Derudover er sialinsyrer også til stede i membranerne i bronchiale, mave- og tarmepitelceller, hvor de er involveret i transport, sekretion og andre metaboliske processer.

sygdomme

Talrige sygdomme er kendt, der involverer abnormiteter i metabolisme af sialinsyre, og disse er kendt som sialidose. Blandt de mest fremtrædende er sialuri og Salla's sygdom, som er præget af urin udskillelse med store mængder frie sialinsyrer.

Andre sygdomme af immun orden er relateret ændringer anabole og katabolske enzymer relateret til metabolisme af sialinsyre, som forårsager afvigende akkumulering af glycokonjugater med dele af sialinsyre.

Nogle sygdomme relateret til blodfaktorer er også kendt, såsom thrombocytopeni, som består af faldet i niveauet af blodtrombocytter, der sandsynligvis skyldes manglen på sialinsyre i membranen.

Von Willebrands sygdom svarer til en defekt i evne blodpladeadhæsion til subendoteliale glycokonjugater væg membran af blodkar forårsaget af fejl eller mangler glycosylering eller sialylering af.

Glanzmanns trombastheni er en anden medfødt trombocytaggregationsforstyrrelse, hvis rod er tilstedeværelsen af ​​defekte glycoproteiner i thrombocytmembranen. Det har vist sig, at defekten i disse glycoproteiner har at gøre med et reduceret indhold af Neu5Ac.

referencer

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organisk kemi (1. udgave). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, A. V. (2008). Håndbog om kemisk glycosylering: Fremskridt i stereoselektivitet og terapeutisk relevans. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Sialsyrebiologi. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Sialsyre: Kemi, Metabolisme og Funktion. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktur, funktion og metabolisme af sialinsyrer. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330-1349.