โครงสร้างของกรดเซียลิกหน้าที่และโรค

กรดเซียลิก พวกมันคือโมโนแซคคาไรด์ที่ประกอบด้วยคาร์บอนเก้าอะตอม พวกมันอยู่ในกลุ่มอนุพันธ์ของกรดนิวรามินิก (5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonic acid) และมีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาณาจักรสัตว์.

ปกติจะไม่เกิดขึ้นในฐานะโมเลกุลอิสระ แต่มีการเชื่อมโยงโดยพันธะα-glycosidic กับโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตหรือโมเลกุลกรด sialic อื่น ๆ และจากนั้นสามารถครอบครองขั้วหรือตำแหน่งภายในภายในสายโซ่เชิงเส้นของคาร์โบไฮเดรต.

คำว่า "กรดเซียลิก" ประกาศเกียรติคุณเป็นครั้งแรกโดย Gunnar Blix ในปี 1957 แม้ว่ารายงานก่อนหน้านี้จากนักวิจัยคนอื่น ๆ ระบุว่าการค้นพบวันที่จากหนึ่งหรือสองทศวรรษก่อนหน้าเมื่อพวกเขาถูกอธิบายว่าเป็นส่วนหนึ่งของ sialo mucinic glycoproteins และ sialo sphingolipids (gangliosides).

กรดเซียลิกมีอยู่ในขอบเขตของธรรมชาติ ไวรัสบางชนิดแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคโปรโตซัวครัสเตเชียนพยาธิตัวกลมแมลงและสัตว์มีกระดูกสันหลังเช่นปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พวกเขาไม่พบในทางตรงกันข้ามในเห็ดสาหร่ายหรือพืช.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
• 2 ฟังก์ชั่น
  • 2.1 ฟังก์ชั่นในกระบวนการยึดเกาะของเซลล์
  • 2.2 บทบาทในชีวิตของส่วนประกอบของเซลล์เลือด
  • 2.3 ฟังก์ชั่นในระบบภูมิคุ้มกัน
  • 2.4 ฟังก์ชั่นอื่น ๆ
• 3 โรค
• 4 อ้างอิง

โครงสร้าง

กรดเซียลิกส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ส่วนปลายของไกลโคโปรตีนและพื้นผิวไกลคอลิพิดซึ่งให้ความหลากหลายอย่างมากกับ glycoconjugates เหล่านี้ รูปแบบที่แตกต่างกัน "sialylation" เป็นผลิตภัณฑ์ของการแสดงออกของ glycosyltransferases เฉพาะเนื้อเยื่อ (sialyltransferases).

โครงสร้างกรดเซียลิกอยู่ในตระกูลอนุพันธ์ทางธรรมชาติประมาณ 40 ชนิดของกรดนิวรามินิคที่มี N-acylated ก่อให้เกิดโครงสร้าง "พ่อแม่" สองโครงสร้าง: กรด N-acetylneuraminic (Neu5Ac) หรือ N-glycolyl neuraminic acid (Neu5Gc).

ลักษณะโครงสร้างของมันรวมถึงการปรากฏตัวของกลุ่มอะมิโน (ซึ่งสามารถแก้ไขได้) ในตำแหน่งที่ 5 และกลุ่มคาร์บอกซิลิกในตำแหน่งที่ 1 ซึ่งสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ที่ pH ทางสรีรวิทยา คาร์บอน C-3 deoxygenated และโมเลกุลกลีเซอรอลที่ตำแหน่ง C-6.

อนุพันธ์จำนวนมากเกิดขึ้นจากการแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิลในตำแหน่ง C-4, C-7, C-8 และ C-9 โดย acetyl, glycol, lactyl, methyl, sulfate และฟอสเฟตบางส่วน; เช่นเดียวกับการแนะนำของพันธบัตรคู่ระหว่าง C-2 และ C-3.

ในตำแหน่งเชิงเส้นเทอร์มินัลการผูกของส่วนหนึ่งของกรดเซียลิกกับโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์เกี่ยวข้องกับพันธะα-glycosidic ระหว่างกลุ่มไฮดรอกซิลของคาร์บอน anomeric C-2 ของกรดเซียลิกและกลุ่มไฮดรอกซิลของ C-3 4 หรือ C-6 ของส่วน monosaccharide.

พันธบัตรเหล่านี้อาจอยู่ระหว่างกาแลคโตสตกค้าง N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine และใน gangliosides ที่ไม่ซ้ำกันบางชนิดกลูโคส พวกเขาสามารถได้รับจากพันธบัตร N-glycosidic หรือ O-glycosidic.

ฟังก์ชั่น

มันคิดว่ากรดเซียลิกช่วยให้สิ่งมีชีวิตที่เป็นกาฝากอยู่รอดภายในสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ ตัวอย่างของสิ่งนี้คือเชื้อโรคของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ผลิตเอนไซม์เมแทบอลิซึมของกรดเซียลิก (sialidases หรือ N-acetylneuraminic lyases).

ไม่มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดหนึ่งที่มีกรดเซียลิคไม่ได้รับรายงานว่าเป็นส่วนหนึ่งของไกลโคโปรตีนโดยทั่วไป, เซรั่มไกลโคโปรตีน, เยื่อเมือก, เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างผิวเซลล์หรือเป็นส่วนหนึ่งของคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน.

พวกเขาถูกพบใน oligosaccharides ที่เป็นกรดของนมและนมน้ำเหลืองของมนุษย์, วัว, แกะ, สุนัขและหมูและยังเป็นส่วนหนึ่งของปัสสาวะของหนูและมนุษย์.

ฟังก์ชั่นในกระบวนการยึดเกาะของเซลล์

Glycoconjugates ที่มีส่วนของกรดเซียลิกมีบทบาทสำคัญในกระบวนการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเซลล์ข้างเคียงและระหว่างเซลล์และสภาพแวดล้อม.

การปรากฏตัวของกรดเซียลิกในเยื่อหุ้มเซลล์ก่อให้เกิดประจุลบบนพื้นผิวซึ่งมีผลในเชิงบวกในบางเหตุการณ์ของการขับไล่ไฟฟ้าสถิตระหว่างเซลล์และโมเลกุลบางอย่าง.

นอกจากนี้ประจุลบยังช่วยให้กรดเซียลิกในเยื่อหุ้มมีบทบาทในการขนส่งไอออนที่มีประจุบวก.

มีรายงานว่าการเกาะติดของ endothelium และ epithelium กับ basal glomerular membrane นั้นถูกอำนวยความสะดวกโดย sialic acid และสิ่งนี้ยังมีอิทธิพลต่อการติดต่อระหว่างเซลล์เหล่านี้.

บทบาทในช่วงชีวิตของส่วนประกอบของเซลล์เลือด

กรดเซียลิกมีหน้าที่สำคัญในการเป็นส่วนหนึ่งของ glycophorin A ในพลาสมาเมมเบรนของเม็ดเลือดแดง การศึกษาบางอย่างแสดงให้เห็นว่าเนื้อหาของกรดเซียลิกแปรผกผันกับอายุของเซลล์เหล่านี้.

Erythrocytes ที่ได้รับการรักษาด้วยเอนไซม์ neuraminidase รับผิดชอบการย่อยสลายของกรดเซียลิกลดครึ่งชีวิตของพวกเขาในกระแสเลือดจาก 120 วันเหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง กรณีเดียวกันนี้พบว่ามีเกล็ดเลือด.

ภาวะเกล็ดเลือดต่ำสูญเสียการยึดเกาะและความสามารถในการรวมตัวในกรณีที่ไม่มีกรดเซียลิกในโปรตีนพื้นผิว ในเซลล์เม็ดเลือดขาว, กรดเซียลิกยังมีบทบาทสำคัญในการยึดเกาะของเซลล์และกระบวนการรับรู้เช่นเดียวกับการมีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับผิว.

ทำหน้าที่ในระบบภูมิคุ้มกัน

ระบบภูมิคุ้มกันสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างโครงสร้างของตัวเองหรือสิ่งรุกรานได้โดยอาศัยการรับรู้ของรูปแบบกรดเซียลิกที่มีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์.

กรดเซียลิกเช่นเดียวกับเอนไซม์ neuraminidase และ sialyltransferase มีคุณสมบัติด้านกฎระเบียบที่สำคัญ ส่วนเทอร์มินัลของกรดเซียลิกในพลาสมาเมมเบรน glycoconjugates มีหน้าที่กำบังหรือเป็นตัวรับเมมเบรน.

นอกจากนี้ผู้เขียนหลายคนได้ยกความเป็นไปได้ที่กรดเซียลิกมีหน้าที่สร้างแอนติเจน แต่ยังไม่ทราบแน่ชัด อย่างไรก็ตามหน้าที่ของการปิดบังกรดเซียลิกมีความสำคัญมากในการควบคุมเซลล์.

การปิดบังอาจมีบทบาทในการป้องกันโดยตรงหรือโดยอ้อมขึ้นอยู่กับว่ากรดเซียลิกนั้นมีส่วนตรงกับคาร์โบไฮเดรตที่ตกค้างของแอนติเจนหรือไม่หรือเป็นกรดเซียลิกใน glycoconjugate ที่อยู่ติดกันซึ่งปิดบังส่วนที่เป็นแอนติเจน.

แอนติบอดีบางตัวมีสารตกค้างของ Neu5Ac ที่มีคุณสมบัติต่อต้านไวรัสเนื่องจากอิมมูโนโกลบูลินเหล่านี้มีความสามารถในการป้องกันการเกาะติดของไวรัสกับ conjugated sialo (glycoconjugates กับส่วนของกรดเซียลิก) ในเยื่อหุ้มเซลล์.

ฟังก์ชั่นอื่น ๆ

ในทางเดินอาหารกรดเซียลิกมีบทบาทสำคัญเท่าเทียมกันเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของเมือกซึ่งมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นและป้องกันซึ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด.

นอกจากนี้กรดเซียลิกยังมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์เยื่อบุผิวหลอดลมกระเพาะและลำไส้ซึ่งพวกมันเกี่ยวข้องกับการขนส่งการหลั่งและกระบวนการเผาผลาญอื่น ๆ.

โรค

เป็นที่ทราบกันดีว่าโรคต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติในการเผาผลาญกรดเซียลิกและเป็นที่รู้จักกันในชื่อ sialidosis ที่โดดเด่นที่สุดคือโรคเซียลูเรียและโรค Salla ซึ่งมีการขับถ่ายปัสสาวะด้วยกรดเซียลิกฟรีจำนวนมาก.

โรคอื่น ๆ ของระบบภูมิคุ้มกันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของเอนไซม์ anabolic และ catabolic ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของกรดเซียลิกซึ่งทำให้เกิดการสะสมที่ผิดปกติของ glycoconjugates กับส่วนของกรดเซียลิก.

โรคบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยในเลือดยังเป็นที่รู้จักเช่นภาวะเกล็ดเลือดต่ำซึ่งประกอบด้วยการลดลงของระดับของภาวะเกล็ดเลือดต่ำในเลือดอาจเกิดจากการขาดกรดเซียลิกในเยื่อหุ้มเซลล์.

โรค Von Willebrand สอดคล้องกับข้อบกพร่องในความสามารถในการยึดเกาะของ thrombocytes กับเยื่อหุ้มเซลล์ glycoconjugates ของผนังหลอดเลือดที่เกิดจากข้อบกพร่องหรือข้อบกพร่องของ glycosylation หรือ sialylation.

thrombasthenia ของ Glanzmann เป็นความผิดปกติของการรวมตัวของภาวะเกล็ดเลือดต่ำ แต่กำเนิดซึ่งมีรากคือการปรากฏตัวของ glycoproteins ที่มีข้อบกพร่องในเยื่อหุ้มเซลล์ thrombocyte มันแสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องใน glycoproteins เหล่านี้เกี่ยวข้องกับเนื้อหาที่ลดลงของ Neu5Ac.

การอ้างอิง

1. Clayden, J. , Greeves, N. , Warren, S. , & Wothers, P. (2001) เคมีอินทรีย์ (ฉบับที่ 1) นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด.
2. Demchenko, A. V. (2008) คู่มือของ glycylation ทางเคมี: ความก้าวหน้าใน stereoselectivity และความเกี่ยวข้องในการรักษา Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995) ชีววิทยาของกรดเซียลิก นิวยอร์ก: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982) กรดเซียลิก: เคมีการเผาผลาญและการทำงาน Springer-Verlag Wien นิวยอร์ก.
5. Traving, C. , & Schauer, R. (1998) โครงสร้างหน้าที่และเมแทบอลิซึมของกรดเซียลิก CMLS วิทยาศาสตร์เซลล์และโมเลกุลชีวิต, 54, 1330-1349.