ربط خصائص glycosidic ، وأنواع وتسميات

ال روابط الجليكوسيد هي الروابط التساهمية التي تحدث بين السكريات (الكربوهيدرات) والجزيئات الأخرى ، والتي قد تكون أحادية السكاريد أو جزيئات أخرى ذات طبيعة مختلفة. تتيح هذه الروابط وجود مكونات أساسية متعددة للحياة ، ليس فقط في تكوين أنواع الوقود الاحتياطية والعناصر الهيكلية ، ولكن أيضًا في جزيئات نقل المعلومات الضرورية للاتصال الخلوي.

يعتمد تكوين السكريات في المقام الأول على إنشاء روابط جليكوسيدية بين مجموعات الكحول أو الهيدروكسيل الحرة لوحدات السكريات الأحادية الفردية.

ومع ذلك، فإن بعض السكريات المعقدة التي تحتوي على السكريات التي تعلق على جزيئات صغيرة أو جماعات مثل الأمينية، كبريتات والاسيتيل من خلال الروابط غليكوزيدية، التي لا تنطوي بالضرورة على الافراج عن جزيء الماء عن طريق تفاعل التكثيف تعديل. هذه التغيرات شائعة جدا في glycans موجودة في المصفوفة خارج الخلية أو الكنان السكري.

تحدث الروابط الجليكوسيدية في سياقات خلوية متعددة ، من بينها اتحاد مجموعة الرأس القطبي لبعض السلفينجوليبيد ، والمكونات الأساسية لأغشية الخلايا في العديد من الكائنات ، وتشكيل البروتينات السكرية والبروتوغليكان.

السكريات المهمة مثل السليلوز ، الكيتين ، أجار ، الجليكوجين والنشا لن تكون ممكنة بدون روابط الجليكوسيد. وبالمثل ، فإن غليكوزيل البروتينات ، الذي يحدث في الشبكة الإندوبلازمية وفي مجمع جولجي ، له أهمية كبيرة بالنسبة لنشاط العديد من البروتينات..

تعمل العديد من قلة السكر والسكريات كخزانات للجلوكوز ، أو كمكونات هيكلية أو مواد لاصقة لتجليد الخلايا في الأنسجة.

العلاقة بين الروابط غليكوزيدية في يغوساكاريدس هي مماثلة لتلك السندات الببتيد البروتينية في والروابط phosphodiester في عديد البيوكليوتيد، مع فارق أن هناك سندات غليكوزيدية تنوع أكبر.

مؤشر

• 1 الخصائص
  • 1.1 تشكيل رابطة الجليكوسيدية
  • 1.2 التحلل المائي للرابطة السكرية
  • 1.3 التنوع
• 2 أنواع
  • 2.1 روابط O-glycosidic
  • 2.2 روابط N-glycosidic
  • 2.3 أنواع أخرى من روابط الجليكوسيد
• 3 تسميات
• 4 المراجع

ملامح

تختلف روابط الجليكوسيد أكثر بكثير من نظائرها في البروتينات والأحماض النووية ، حيث يمكن من حيث المبدأ ربط جزيئي السكر معًا بطرق عديدة ، لأن لديهم مجموعات متعددة من OH يمكنها المشاركة في التدريب. من الرابط.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن أيزومرات السكريات الأحادية ، أي أحد الاتجاهين اللذين يمكن أن تتمتع بهما مجموعة الهيدروكسيل في التركيب الدوري فيما يتعلق بالكربون الشاذ ، توفر مستوى إضافيًا من التنوع.

تحتوي الأيزومرات على هياكل ثلاثية الأبعاد ، بالإضافة إلى أنشطة بيولوجية مختلفة. يتكون السليلوز والجليكوجين من وحدات متكررة من الجلوكوز D ولكنهما يختلفان في نوع رابطة الجليكوسيد (α1-4 للجليكوجين و1-4 للسليلوز) ، وبالتالي لهما خصائص ووظائف مختلفة.

والبروتينية لها قطبية مع N- وC- آخر، وعديد البيوكليوتيد يكون 5 "و 3"، وoligo- أو السكريات يملك قطبية يحددها نهايات الحد وامختزل.

نهاية الاختزال لديها مركز شذري حر لا يشكل رابطة جليكوسيدية مع جزيء آخر ، وبالتالي يحتفظ بالتفاعل الكيميائي للألدهيد.

الرابطة الجليكوسيدية هي المنطقة الأكثر مرونة في شدة قلة أو عديد السكاريد ، لأن التشكل الهيكلي للكرسي أحادي السكاريد الفردي جامد نسبيًا.

تشكيل الرابطة الجليكوسيدية

يمكن أن تربط الرابطة الجليكوسيدية جزيئين من السكريات الأحادية من خلال الكربون الشاذ في أحدهما ومجموعة الهيدروكسيل في الآخر. وهذا هو ، تتفاعل مجموعة hemiacetal من السكر مع مجموعة الكحول من آخر لتشكيل acetal.

بشكل عام ، يحدث تكوين هذه الروابط عن طريق تفاعلات التكثيف ، حيث يتم إطلاق جزيء من الماء مع كل رابطة تتشكل.

ومع ذلك ، في بعض التفاعلات ، لا يترك الأكسجين جزيء السكر كماء ، ولكن كجزء من مجموعة ثنائي الفوسفات لنوكليوتيد ثنائي الفوسفات البولي.

يتم تحفيز التفاعلات التي تؤدي إلى روابط الجليكوسيد بواسطة فئة من الإنزيمات المعروفة باسم جليكوسيل ترانسفيرازاز. تتشكل بين سكر معدّل تساهميًا بإضافة مجموعة فوسفات أو نيوكليوتيد (جلوكوز 6 فوسفات ، UDP- غالاكتوز ، على سبيل المثال) يرتبط بسلسلة البوليمر المتنامية.

التحلل المائي للرابطة السكرية

يمكن أن تتحلل روابط الجليكوسيد بسهولة في البيئات الحمضية قليلاً ، لكنها تقاوم البيئات القلوية تمامًا.

يتوسط التحلل الأنزيمي لروابط الجليكوسيد بواسطة إنزيمات معروفة باسم الجليكوسيدات. العديد من الثدييات لا تمتلك هذه الأنزيمات لتدهور السليلوز ، لذلك فهي غير قادرة على استخراج الطاقة من هذا السكاريد ، على الرغم من كونها مصدرًا أساسيًا للألياف.

على سبيل المثال ، تحتوي المجترات مثل الأبقار على بكتيريا مرتبطة بالأمعاء التي تنتج الإنزيمات القادرة على تحلل السليلوز الذي تبتلعه ، مما يجعلها قادرة على الاستفادة من الطاقة المخزّنة في الأنسجة النباتية..

الليزوزيم انزيم التي تنتج في الدموع من العين وبعض الفيروسات البكتيرية، وقادر على تدمير البكتيريا بسبب النشاط حلمهي، والتي يشق على رابطة غليكوسيدية بين N-اسيتيل وحمض أستيل الميوراميك في جدار الخلية من البكتيريا.

تنوع

إن أوليجوساكريدس أو السكريات أو الغليكانات هي جزيئات متنوعة للغاية وهذا يرجع إلى الطرق المتعددة التي يمكن من خلالها ربط السكريات الأحادية معًا لتشكيل هياكل ذات ترتيب أعلى.

يبدأ هذا التنوع من حقيقة ، كما ذكر أعلاه ، أن السكريات تحتوي على مجموعات هيدروكسيل تسمح بمناطق ربط مختلفة ، وأن الروابط يمكن أن تحدث بين اثنين من الاستيزيوم الممكنة فيما يتعلق بالكربون الشاذ للسكر (α أو β).

يمكن تكوين روابط الجليكوسيد بين السكر وأي مركب مائي مؤكسد مثل الكحول أو الأحماض الأمينية.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يشكل السكاريد الأحادي سندات جليكوسيدية ، بحيث يمكن أن يعمل كنقطة فرعية ، مع إدخال تعقيد محتمل في بنية الجليكانات أو السكاريد في الخلايا.

نوع

أما بالنسبة لأنواع من السندات غليكوزيدية نشعر بالقلق، ويمكن التمييز بين فئتين: الروابط غليكوزيدية بين السكريات الأحادية التي تشكل oligo- والسكريات، والسندات غليكوزيدية التي تحدث في بروتينات سكرية أو السكرية والبروتينات أو الدهون مع أجزاء من glucides.

سندات O-glycosidic

تحدث روابط O-glycosidic بين أحادي السكاريد ، وتتشكل بواسطة التفاعل بين مجموعة الهيدروكسيل من جزيء السكر والكربون الشاذ آخر.

يعتبر السكاريد من أكثر السكريات السكرية شيوعًا. يحتوي السكريات على أكثر من 20 وحدة من السكريات الأحادية المرتبطة ببعضها البعض خطيًا وفي بعض الأحيان لها فروع متعددة.

في السكاريد مثل المالتوز واللاكتوز والسكروز ، فإن الرابطة السكرية الأكثر شيوعًا هي النوع O-glycosidic. يمكن أن تحدث هذه الروابط بين الكربونات و -OH لأشكال α أو om isomeric.

سوف يعتمد تكوين روابط الجليكوسيد في قلة السكريات والسكاريد على الطبيعة الكيميائية المجسمة للسكريات التي ترتبط وكذلك على عدد ذرات الكربون. بشكل عام ، بالنسبة للسكريات ذات 6 كربونات ، تحدث الروابط الخطية بين الكربون 1 و 4 أو 1 و 6.

هناك نوعان رئيسيان من O-جليكوسيدات ، بناءً على التسمية ، يتم تعريفها على أنها α و β أو 1،2-رابطة الدول المستقلة و 1،2-عبر-غليكوزيدات.

النفايات 1،2-رابطة الدول المستقلة جليكوسيلاتيد ، جليكوسيدات ألفا للجلوكوز D ، جلاكتوز ، L-fucose ، D-xylose أو ly-جليكوسيدات ل D- مانوز ، L-أرابينوز ؛ وكذلك 1،2-عبر (g-جليكوسيدات لـ D- الجلوكوز و D-galactose و α-glycosides لـ D-mannose ، إلخ) ، لها أهمية كبيرة للعديد من المكونات الطبيعية.

O-بالغليكوزيل

أحد التعديلات الأكثر شيوعًا في مرحلة ما بعد التحويلية هي الغليكوزيل ، والذي يتضمن إضافة جزء جلويديك إلى الببتيد أو البروتين المتنامي. Mucins ، بروتينات إفراز ، قد تحتوي على كميات كبيرة من سلاسل oligosaccharide مرتبطة بواسطة روابط O-glycosidic.

تحدث عملية O-بالغليكوزيل في مجمع جولجي من حقيقيات النوى، ويتألف من الربط من البروتينات لشاردة السكر عن طريق رابطة غليكوسيدية بين مجموعة OH من الأحماض الأمينية بقايا أو السيرين ثريونين والكربون المصاوغ الكربونيلي سكر.

وقد لوحظ أيضا تشكيل هذه الروابط بين الكربوهيدرات وبقايا هيدروكسي برولين وهيدروكسي أولين ومع المجموعة الفينولية من بقايا التيروزين..

روابط N-glycosidic

روابط N-glycosidic هي الأكثر شيوعا بين البروتينات glycosylated. يحدث N-glycosylation بشكل رئيسي في الشبكة الإندوبلازمية للنواة ، مع التعديلات اللاحقة التي قد تحدث في مجمع Golgi..

يعتمد N-glycosylation على وجود تسلسل الإجماع Asn-Xxx-Ser / Thr. الرابطة الجليكوسيدية هي بين النيتروجين الأميد في السلسلة الجانبية لبقايا الهليون والكربون الشاذ للسكر الذي يرتبط بسلسلة الببتيد.

يعتمد تكوين هذه الروابط خلال الجليكوزيل على إنزيم يعرف باسم oligosaccharyltransferase ، والذي ينقل السكريات من فوسفات dolichol إلى النيتروجين الوسطي لمخلفات الهليون..

أنواع أخرى من روابط الجليكوسيد

روابط S-glycosidic

كما أنها تحدث بين البروتينات والكربوهيدرات ، وقد لوحظت بين الببتيدات التي تحتوي على السيستين N- الطرفي و oligosaccharides. تم عزل الببتيدات التي تحتوي على هذا النوع من الارتباط في البداية من البروتينات الموجودة في البول والكريات الحمراء البشرية المرتبطة بأوليجوساكريديدات الجلوكوز.

روابط C-glycosidic

وقد لوحظت لأول مرة كتعديل ما بعد متعدية (الغليكوزيل) في بقايا التربتوفان في RNase 2 الموجودة في البول البشري وفي RNase 2 من الكريات الحمراء. يربط المانوز بالكربون الموجود في الموضع 2 من نواة الإندول للحمض الأميني عبر رابطة C-glycosidic.

تسمية

يستخدم المصطلح glycoside لوصف أي سكر يتم استبدال مجموعته الشاذة بمجموعة -OR (O-glycosides) ، -SR (thioglucosides) ، -SeR (selenoglucosides) ، -NR (N-glycosides أو glucosamines) (جليكوسيدات C).

يمكن تسميتها بثلاث طرق مختلفة:

(1) استبدال محطة "-o" لاسم الشكل الدوري المقابل لأحادي السكاريد بكلمة "-ido" والكتابة من قبل ، ككلمة مختلفة ، اسم المجموعة الفرعية المستبدلة.

(2) باستخدام المصطلح "glycosyloxy" كبادئة لاسم السكاريد الأحادي.

(3) باستخدام المصطلح O-غليكوزيل, N-غليكوزيل, S-جليكوسيل أو C-جليكوسيل كبادئة لاسم مركب هيدروكسي.

مراجع

1. Bertozzi، C. R.، & Rabuka، D. (2009). الأساس الهيكلي للتنوع الجليكان. In A. Varki، R. Cummings، & J. Esko (Eds.), أساسيات علم السكريات (2nd إد.). نيويورك: مطبعة مختبر كولد سبرينج هاربور. تم الاسترجاع من www.ncbi.nlm.nih.gov
2. بيرمان ، س. (1988). التحلل المائي والانقسامات الأخرى للروابط الجليكوسيدية في السكريات. التقدم في الكيمياء الكربوهيدرات والكيمياء الحيوية, 46, 251-261.
3. Demchenko، A. V. (2008). كتيب للجليكوزيل الكيميائي: التقدم في الكفاءة المجسمة والعلاجية. ايلي VCH.
4. Lodish، H.، Berk، A.، Kaiser، C.A.، Krieger، M.، Bretscher، A.، Ploegh، H.، ... Martin، K. (2003). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة الخامسة). فريمان ، دبليو إتش آند كومباني.
5. نيلسون ، دي إل إل ، وكوكس ، إم إم (2009). مبادئ ليهنغر للكيمياء الحيوية. إصدارات أوميغا (الطبعة الخامسة).
6. تسميات الكربوهيدرات (توصيات 1996). (1996). تم الاسترجاع من www.qmul.ac.uk
7. سودربيرج ، ت. (2010). الكيمياء العضوية مع التركيز البيولوجي ، المجلد الأول. كلية الكيمياء (المجلد 1). مينيسوتا: جامعة مينيسوتا موريس بئر رقمي. تم الاسترجاع من www.digitalcommons.morris.umn.edu
8. تايلور ، م. (1998). Glycopeptides و Glycoproteins: التركيز على الارتباط Glycosidic. الرباعي السطوح, 54, 11317-11362.