هيكل حمض السياليك ، وظائفها وأمراضها

ال الأحماض السيالية هم أحادي السكاريد من تسع ذرات كربون. ينتمون إلى عائلة مشتقات حمض النورامينيك (حمض أميني -5-ديديوكسي-دي-جلايسيرو- دي-جالاكتو-نونولوسونيك) وتوزع على نطاق واسع في الطبيعة ، لا سيما في مملكة الحيوان.

لا تحدث عادةً كجزيئات حرة ، ولكنها مرتبطة بواسطة روابط ألفا جليكوسيدية بجزيئات الكربوهيدرات أو جزيئات حمض السياليك الأخرى ، ويمكن بعد ذلك شغل مواقع طرفية أو داخلية داخل سلسلة خطية من الكربوهيدرات.

صاغ غنار بليكس مصطلح "حمض السياليك" لأول مرة في عام 1957 ، على الرغم من أن التقارير السابقة من باحثين آخرين تشير إلى أن تاريخ اكتشافه يرجع إلى عقد أو عقدين سابقين ، عندما تم وصفهما كجزء من البروتينات السيلينية الميسينية والسيلينجوليبيدز سيالو (غنغليوسيدات).

الأحماض اللعابي موجودة في كثير من ممالك الطبيعة. تم الكشف عنها في بعض الفيروسات والبكتيريا المسببة للأمراض، البروتوزوا والقشريات والديدان المفلطحة والحشرات والفقاريات مثل الأسماك والبرمائيات والطيور والثدييات. لم يتم العثور على، ولكن والفطريات والطحالب والنباتات.

مؤشر

• 1 هيكل
• 2 وظائف
  • 2.1 وظيفة في عمليات التصاق الخلية
  • 2.2 دور في حياة مكونات الدم الخلوية
  • 2.3 وظائف في الجهاز المناعي
  • 2.4 وظائف أخرى
• 3 أمراض
• 4 المراجع

هيكل

تحدث الأحماض السيالية بشكل رئيسي في الجزء الطرفي من البروتينات السكرية والبروتينات السكرية ، مما يوفر تنوعًا كبيرًا لهذه الجليكوكوجنات. أنماط التفاضل "sialylation" هي نتاج للتعبير عن ناقلات glycosyltransferases الخاصة بالأنسجة (sialyltransferases).

من الناحية الهيكلية ، تنتمي الأحماض السياليكية إلى عائلة مكونة من حوالي 40 مشتقًا طبيعيًا من حامض النورامينيك والتي يتم إنزيمها بواسطة N ، مما يؤدي إلى تكوينين "الوالدين": N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) أو N-glycolyl nurylic acid (Neu5Gc).

تشمل خصائصه الهيكلية وجود مجموعة أمينية (والتي يمكن تعديلها) في الموضع 5 ، ومجموعة الكربوكسيل في الموضع 1 ، والتي يمكن تأينها عند درجة الحموضة الفسيولوجية. كربون C-3 منزوع الأكسجين وجزيء جلسرين في موضع C-6.

تنشأ العديد من المشتقات من استبدال مجموعات الهيدروكسيل في المواضع C-4 و C-7 و C-8 و C-9 بواسطة أسيتيل ، جليكول ، لاكتيل ، ميثيل ، كبريتات وفوسفات ؛ وكذلك إدخال روابط مزدوجة بين C-2 و C-3.

في الموضع الخطي الطرفي ، يشتمل ربط جزء من حمض السياليك بسلسلة قليل السكاريد على رابطة ألفا جليكوسيديديك بين مجموعة الهيدروكسيل من الكربون الشبحي C-2 للحمض السياليك ومجموعات الهيدروكسيل من ذرات C-3 ، ذرات الكربون- C. 4 أو C-6 للجزء أحادي السكاريد.

يمكن أن تكون هذه الروابط بين بقايا الجلاكتوز ، N- أسيتيل الجلوكوزامين ، N-acetylgalactosamine وفي بعض gangliosides الفريدة ، الجلوكوز. يمكن إعطاءها بواسطة روابط N-glycosidic أو O-glycosidic.

وظائف

ويعتقد أن الأحماض السيالية تساعد الكائنات الطفيلية على البقاء داخل الكائن الحي المضيف ؛ مثال على ذلك هي مسببات الأمراض للثدييات التي تنتج إنزيمات استقلاب حمض السياليك (سياليداز أو ليازات نونيل أسيتيل نوريامين).

لا يوجد نوع من الثدييات التي لم يتم الإبلاغ عن وجود أحماض سياليك فيها كجزء من البروتينات السكرية بشكل عام ، والبروتينات السكرية المصلية ، والأغشية المخاطية ، كجزء من الهياكل السطحية للخلية أو كجزء من الكربوهيدرات المعقدة.

تم العثور عليها في oligosaccharides الحمضية من اللبأ والبشر للبشر ، الأبقار ، الأغنام ، الأنياب والخنازير ، وكذلك كجزء من بول الفئران والبشر.

وظيفة في عمليات التصاق الخلية

تلعب Glycoconjugates بأجزاء من حمض السياليك دورًا مهمًا في عمليات تبادل المعلومات بين الخلايا المجاورة وبين الخلايا وبيئتها.

يساهم وجود حمض السياليك في أغشية الخلايا في إنشاء شحنة سالبة على السطح ، الأمر الذي له عواقب إيجابية في بعض أحداث التنافر الإلكتروستاتي بين الخلايا وبعض الجزيئات.

بالإضافة إلى ذلك ، تعطي الشحنة السالبة للأحماض السيالية في الغشاء دورًا في نقل الأيونات الموجبة الشحنة..

لقد تم الإبلاغ عن أن الربط بين البطانة وظهارة الغشاء الكبيبي القاعدي يتم تسهيله بواسطة حمض السياليك ، وهذا يؤثر أيضًا على التلامس بين هذه الخلايا.

دور في حياة مكونات الدم الخلوية

حمض السياليك له وظائف مهمة كجزء من الجليكوفرين A في غشاء البلازما في كرات الدم الحمراء. أظهرت بعض الدراسات أن محتوى حمض السياليك يتناسب عكسيا مع عمر هذه الخلايا.

تقوم كريات الدم الحمراء المعالجة بإنزيمات النورامينيداز ، المسؤولة عن تدهور حمض السياليك ، بتخفيض عمر النصف بشكل كبير في مجرى الدم من 120 يومًا إلى بضع ساعات. وقد لوحظ نفس الحالة مع الصفائح الدموية.

تفقد الصفيحات قدرة التصاق وتجميع في غياب حمض السياليك في البروتينات السطحية. في الخلايا اللمفاوية ، يلعب حمض السياليك أيضًا دورًا مهمًا في عمليات الالتصاق والتعرف على الخلايا ، وكذلك في التفاعل مع مستقبلات السطح.

وظائف في الجهاز المناعي

الجهاز المناعي قادر على التمييز بين الهياكل الخاصة أو الغازية على أساس التعرف على أنماط حمض السياليك الموجودة في الأغشية.

يمتلك حمض السياليك ، وكذلك الإنزيمات نيورامينيداز وسياليل ترانسفيراز ، خصائص تنظيمية مهمة. الأجزاء الطرفية من حمض السياليك في غليكوكوجونات الغشاء البلازمي لها وظائف تقنيع أو مستقبلات غشائية.

بالإضافة إلى ذلك ، أثار العديد من المؤلفين إمكانية أن حمض السياليك له وظائف مستضدية ، لكنه لم يعرف بعد بشكل مؤكد. ومع ذلك ، فإن وظائف إخفاء بقايا حمض السياليك مهمة للغاية في تنظيم الخلايا.

قد يكون للاقناع دور وقائي مباشر أو غير مباشر ، وهذا يتوقف على ما إذا كان جزء حمض السياليك يغطي مباشرة بقايا الكربوهيدرات المضاد ، أو ما إذا كان حمض السياليك في غليكوكوجنات مجاورة يقوم بحجب الجزء المستضد..

تحتوي بعض الأجسام المضادة على بقايا من Neu5Ac والتي تظهر خصائص تحييد الفيروس ، لأن هذه الغلوبولينات المناعية قادرة على منع التصاق الفيروسات بالفيروسات سيالو المترافق (الجليكوكوجونات مع أجزاء من حمض السياليك) في غشاء الخلية.

وظائف أخرى

في الأحشاء المعوية ، تلعب الأحماض السيالية دورًا مهمًا بنفس القدر ، لأنها جزء من الميوسين ، التي لها خصائص تشحيم وحماية ، ضرورية للكائن الحي بأكمله.

بالإضافة إلى ذلك ، توجد أيضًا أحماض سياليك في أغشية الخلايا الظهارية المعوية والمعوية والأمعاء ، حيث تشارك في عمليات النقل والإفراز والعمليات الأيضية الأخرى..

الأمراض

ومن المعروف أن العديد من الأمراض التي تنطوي على تشوهات في عملية التمثيل الغذائي للحمض السياليك وهذه هي المعروفة باسم sialidosis. ومن أبرز هذه الأعراض مرض سيالوريا (Sialuria) ومرض سالا (Salla) ، اللذان يتميزان بإفراز البول مع وجود كميات كبيرة من الأحماض السيالية المجانية..

ترتبط أمراض أخرى من النظام المناعي بالتغييرات في الانزيمات الابتنائية والتقلصية ذات الصلة بعملية التمثيل الغذائي للحمض السياليك ، والتي تسبب تراكم الشاذة من الجليكوكوجنات مع أجزاء من حمض السياليك.

من المعروف أيضًا أن بعض الأمراض المرتبطة بعوامل الدم ، مثل نقص الصفيحات ، والتي تتكون من انخفاض في مستوى نقص الصفيحات الدموية ربما بسبب نقص حمض السياليك في الغشاء..

يتوافق مرض فون ويلبراند مع وجود خلل في قدرة الالتصاق للخلايا الصمغية على الارتباط بالغليكوكوجونات الغشائية تحت جدار الأوعية الدموية ، والناجمة عن قصور أو قصور في الجليكوزيل أو الانحلال..

غلانتسمان وهن الصفيحات هو عيب خلقي آخر من تراكم الصفائح الدموية التي الجذر هو وجود بروتينات سكرية خلل في غشاء من thrombocytes. وقد تبين أن العيوب في هذه البروتينات السكرية لا علاقة لها محتوى منخفض من Neu5Ac.

مراجع

1. Clayden، J.، Greeves، N.، Warren، S.، & Wothers، P. (2001). الكيمياء العضوية (الطبعة الأولى). نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد.
2. Demchenko، A. V. (2008). كتيب للجليكوزيل الكيميائي: التقدم في الكفاءة المجسمة والعلاجية. ايلي VCH.
3. روزنبرغ ، A. (1995). بيولوجيا الأحماض السيالية. نيويورك: Springer Science + Business Media، LLC.
4. شوير ، ر. (1982). الأحماض السيالية: الكيمياء والأيض والوظيفة. سبرينغر فيرلاغ فيينا نيويورك.
5. Traving، C.، & Schauer، R. (1998). هيكل ، وظيفة والتمثيل الغذائي للأحماض سياليك. CMLS علوم الحياة الخلوية والجزيئية ، 54 ، 1330-1349.