Link glikozidik özellikleri, çeşitleri ve adlandırılması

glikozidik bağlar şekerler (karbonhidratlar) ve diğer monosakaritler veya farklı yapıdaki diğer moleküller olabilen diğer moleküller arasında ortaya çıkan kovalent bağlardır. Bu bağlantılar, sadece rezerv yakıtların ve yapısal elemanların oluşumunda değil, aynı zamanda hücresel iletişim için gerekli olan bilgi taşıma moleküllerinin yaşamında, yaşam için çoklu temel bileşenlerin varlığını mümkün kılar..

Polisakaritlerin oluşumu, temel olarak, ayrı ayrı monosakarit birimlerinin serbest alkol veya hidroksil grupları arasında glikosidik bağların kurulmasına bağlıdır..

Bununla birlikte, bazı karmaşık polisakaritler, glikosidik bağlantılar yoluyla amino, sülfat ve asetil gibi küçük moleküllere veya gruplara bağlanan ve bir yoğunlaştırma reaksiyonu ile su molekülünün salımını gerektirmeyen modifiye edilmiş şekerler içerir. Bu modifikasyonlar, hücre dışı matriks veya glikokalikste bulunan glikanlarda çok yaygındır..

Glikosidik bağlar, birçok hücresel bağlamda meydana gelir, bunlar arasında, bazı sfingolipidlerin polar kafa grubunun birleşimi, birçok organizmanın hücre zarlarının temel bileşenleri ve glikoproteinlerin ve proteoglikanların oluşumu.

Selüloz, kitin, agar, glikojen ve nişasta gibi önemli polisakaritler, glikosidik bağlar olmadan mümkün olmaz. Benzer şekilde, endoplazmik retikulumda ve Golgi kompleksinde meydana gelen proteinlerin glikosilasyonu, birçok proteinin aktivitesi için büyük önem taşımaktadır..

Çok sayıda oligo ve polisakarit, glikoz rezervuarları, yapısal bileşenler veya dokularda hücre bağlanması için yapıştırıcılar olarak işlev görür..

Oligosakaritlerdeki glikosidik bağlar arasındaki ilişki, polipeptitlerdeki peptid bağlarına ve polinükleotitlerdeki fosfodiester bağlarına benzer, glikosidik bağlarda daha büyük bir çeşitlilik vardır..

indeks

• 1 özellikleri
  • 1.1 Glikosidik bağın oluşumu
  • 1.2 Glikosidik bağın hidrolizi
  • 1.3 Çeşitlilik
• 2 Türleri
  • 2.1 O-glikozidik bağlar
  • 2.2 N-glikosidik bağlar
  • 2.3 Diğer glikozidik bağ türleri
• 3 İsimlendirme
• 4 Kaynakça

özellikleri

Glikozidik bağlar, proteinler ve nükleik asitlerdeki analoglarından çok daha fazla çeşitlilik gösterir, çünkü prensipte iki şeker molekülü birçok yönden birbirine bağlanabilir, çünkü eğitime katılabilen çoklu-OH gruplarına sahiptirler. bağlantının.

Ek olarak, monosakaritlerin izomerleri, yani hidroksil grubunun, anomerik karbona göre siklik yapı içinde sahip olabileceği iki yönelimden biri, ilave bir çeşitlilik seviyesi sağlar..

İzomerler, üç boyutlu yapılara ve aynı zamanda farklı biyolojik aktivitelere sahiptir. Selüloz ve glikojen, tekrarlanan D-glikoz ünitelerinden oluşur, ancak glikosidik bağın tipinde farklıdır (glikojen için a1-4 ve selüloz için β1-4) ve bu nedenle farklı özellik ve fonksiyonlara sahiptir.

Polipeptitler bir N- ve bir başka C-terminal ile bir polariteye sahip olduğundan ve polinükleotitler 5 've 3' uçlara sahip olduğundan, oligo veya polisakaritler, indirgeyici ve indirgeyici olmayan uçlar tarafından tanımlanan bir polariteye sahiptir..

İndirgeyici uç, başka bir molekülle glikosidik bağ oluşturmayan serbest bir anomerik merkeze sahiptir, böylece aldehitin kimyasal reaktivitesini korur..

Glikosidik bağ, bir oligo veya polisakarit kısmının en esnek bölgesidir, çünkü bireysel monosakaritlerin yapısal konformasyonu nispeten katıdır..

Glikosidik bağ oluşumu

Glikosidik bağ, birinin anomerik karbonu ve diğerinin hidroksil grubu yoluyla iki monosakarit molekülünü bağlayabilir. Yani, bir şekerin hemiacetal grubu, bir asetal oluşturmak üzere diğerinin alkol grubuyla reaksiyona girer..

Genel olarak, bu bağların oluşumu, her bir bağla birlikte bir su molekülünün salındığı yoğunlaşma reaksiyonları ile oluşur..

Bununla birlikte, bazı reaksiyonlarda oksijen, şeker molekülünü su olarak bırakmaz, ancak bir idrar difosfat nükleotit difosfat grubunun bir parçası olarak bırakır..

Glikosidik bağlara yol açan reaksiyonlar, glikosiltransferazlar olarak bilinen bir enzim sınıfı tarafından katalize edilir. Büyüyen polimer zincirine bağlanan bir fosfat grubu veya örneğin bir nükleotit (örneğin Glukoz 6-fosfat, UDP-galaktoz) ilavesiyle kovalent olarak modifiye edilmiş bir şeker arasında oluşturulurlar.

Glikosidik bağın hidrolizi

Glikosidik bağlar hafif asitli ortamlarda kolayca hidrolize olabilir, ancak oldukça alkali ortamlara karşı direnç gösterirler.

Glikosidik bağların enzimatik hidrolizine glikozidazlar olarak bilinen enzimler aracılık eder. Birçok memeli, selülozun parçalanması için bu enzimlere sahip değildir, bu nedenle, temel bir elyaf kaynağı olmasına rağmen, bu polisakkaritten enerji elde edememektedirler..

Örneğin, inekler gibi ruminantlar, içlerinde aldıkları selülozu parçalama yeteneğine sahip enzimleri üreten, bitki dokularında depolanan enerjiden faydalanmalarını sağlayan bağırsaklarıyla ilişkili bakterilere sahiptir..

Göz yaşlarında ve bazı bakteriyel virüsler tarafından üretilen enzim lizozim, bakteri hücre duvarındaki N-asetilglukozamin ile N-asetilmuramik asit arasındaki glikosidik bağı kıran hidrolitik aktivitesi sayesinde bakterileri yok edebilir..

çeşitlilik

Oligosakaritler, polisakaritler veya glikanlar çok çeşitli moleküllerdir ve bu, monosakaritlerin daha yüksek dereceli yapılar oluşturmak için birbirine bağlanmalarının çoklu yollarından kaynaklanmaktadır..

Bu çeşitlilik, yukarıda bahsedildiği gibi, şekerlerin, farklı bağlanma bölgelerine izin veren hidroksil gruplarına sahip olması ve bağların, şekerin anomerik karbonuna (a veya β) göre iki olası stereoizomer arasında gerçekleşebileceği gerçeğinden başlar..

Glikosidik bağlar, bir şeker ile alkoller veya amino asitler gibi herhangi bir hidroksile edilmiş bileşik arasında oluşturulabilir.

Ek olarak, bir monosakarit iki glikosidik bağ oluşturabilir, bu nedenle bir glikoz veya polisakaritlerin hücrelerinde glikanların veya polisakaritlerin yapısında potansiyel bir karmaşıklığı ortaya çıkaran bir dallanma noktası olarak işlev görebilir..

tip

Glikosidik bağ türlerine ilişkin olarak, iki kategori ayırt edilebilir: oligo ve polisakaritleri oluşturan monosakaritler ve glikoproteinler veya glikolipidlerde ortaya çıkan glikosidik bağlar arasında glikosidik bağlar ve karbonhidrat kısımları ile proteinler.

O-glikozidik bağlar

Monosakaritler arasında meydana gelen O-glikosidik bağlar, bir şeker molekülünün hidroksil grubu ile diğerinin anomerik karbonu arasındaki reaksiyonla oluşur..

Disakaritler en yaygın oligosakaritler arasındadır. Polisakaritler, lineer olarak birbirine bağlanmış 20'den fazla monosakarite sahiptir ve bazen çoklu dallara sahiptir..

Maltoz, laktoz ve sukroz gibi disakaritlerde, en yaygın glikosidik bağ, O-glikosidik türüdür. Bu bağlar, a veya β izomerik formların karbonları ve -OH arasında oluşabilir..

Oligo ve polisakaritlerde glikosidik bağların oluşumu, bağlanan şekerlerin stereokimyasal yapısına ve bunların karbon atom sayısına bağlı olacaktır. Genel olarak, 6 karbonlu şekerler için, 1 ve 4 veya 1 ve 6 karbonları arasında doğrusal bağlar meydana gelir..

İki ana O tipi vardır-İsimlendirmeye bağlı olarak α ve β veya 1,2 olarak tanımlanan glikozitler-cis- ve 1,2-trans-glikozit.

Atık 1,2-cis- D-glukoz, D-galaktoz, L-fukoz, D-ksiloz veya D-mannoz, L-arabinoz için P-glikozitler için glikosile edilmiş a-glikozitler; yanı sıra 1,2-trans (D-glukoz için β-glikozitler, D-mannoz için D-galaktoz ve a-glikozitler, vb.), birçok doğal bileşen için büyük öneme sahiptir..

O-glikosilasyon

En yaygın translasyon sonrası değişikliklerden biri, büyüyen bir peptide veya proteine ​​bir glukidik bölüm eklenmesini içeren glikosilasyondur. Müsin, salgı proteinleri, O-glikosidik bağlarla bağlanmış büyük miktarlarda oligosakarit zincirleri içerebilir.

O-glikosilasyon işlemi, ökaryotların Golgi kompleksinde meydana gelir ve bir serin veya treonin amino asit kalıntısının -OH grubu ile anomerik karbon arasında bir glikosidik bağ yoluyla proteinlerin glukidik bölüme bağlanmasından oluşur. şeker.

Bu bağların karbonhidratlar ve hidroksiprolin ve hidroksisin kalıntıları arasında ve fenolik tirozin kalıntıları grubu ile oluşumu da gözlenmiştir..

N-glikosidik bağlar

N-glikosidik bağlar, glikosile edilmiş proteinler arasında en yaygın olanlarıdır. N-glikosilasyon esas olarak, ökaryotların endoplazmik retikulumunda gerçekleşir ve daha sonra Golgi kompleksinde meydana gelebilecek değişiklikler yapılır..

N-glikosilasyon, konsensüs dizisi Asn-Xxx-Ser / Thr'nin varlığına bağlıdır. Glikozidik bağ, asparagin tortularının yan zincirinin amid azotu ile peptid zincirine bağlanan şekerin anomerik karbonu arasındadır..

Bu bağların glikosilasyon sırasında oluşması, oligosakarit transferaz olarak bilinen ve oligosakaritleri bir dolikol fosfattan asparagin kalıntılarının amidik azotuna transfer eden bir enzime bağlıdır..

Diğer glikosidik bağ türleri

S-glikozidik bağlar

Ayrıca proteinler ve karbonhidratlar arasında da görülürler, N-terminal sisteinleri ve oligosakaritler içeren peptitler arasında gözlenmiştir. Bu tür bir bağlantıya sahip olan peptidler başlangıçta idrardaki proteinlerden ve glukoz oligosakaritlerine bağlı insan eritrositlerinden izole edildi.

C-glikosidik bağlar

İlk defa insan idrarında bulunan RNaz 2 ve eritrositlerin RNaz 2'sinde bulunan triptofan tortusunda translasyon sonrası bir modifikasyon (glikosilasyon) olarak gözlendi. Bir mannoz, C-glikosidik bağ yoluyla amino asidin indol çekirdeğinin 2. pozisyonundaki karbona bağlanır.

terminoloji

Glikozit terimi, anomerik grubu -OR (O-glikozitler), -SR (tiyoglukozitler), -SeR (selenoglucosides), -NR (N-glikozitler veya glikozaminler) veya hatta -CR grubu ile değiştirilen herhangi bir şekeri tanımlamak için kullanılır. (Cı-glikositler).

Üç farklı şekilde adlandırılabilirler:

(1) monosakaritin karşılık gelen siklik formunun adının "-o" terminalinin "-ido" ile değiştirilmesi ve daha önce farklı bir kelime olarak, R grubunun adının yazılmasından önce yazılması..

(2) monosakarit adının ön eki olarak "glikosiloksi" terimini kullanmak.

(3) terimi kullanarak Ey-glikozil, N--glikozil, S-glikol veya C-hidroksi bileşiğinin adı için ön ek olarak glikosil.

referanslar

1. Bertozzi, C.R., ve Rabuka, D. (2009). Glikan Çeşitliliğinin Yapısal Temelleri. A. Varki, R. Cummings ve J. Esko (Eds.) 'De., Glikobiyolojinin Temelleri (2. baskı). New York: Cold Spring Harbor Laboratuvar Basını. Www.ncbi.nlm.nih.gov adresinden alındı
2. Biermann, C. (1988). Polisakkaritlerdeki hidroliz ve diğer glikosidik bağlantılarının bölünmesi. Karbonhidrat Kimyası ve Biyokimyada Gelişmeler, 46, 251-261.
3. Demchenko, A. V. (2008). Kimyasal Glikozilasyon El Kitabı: Stereoselektivite ve Terapötik Uygunluktaki Gelişmeler. Wiley-VCH.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., ... Martin, K. (2003). Moleküler Hücre Biyolojisi (5. basım). Freeman, W.H. & Company.
5. Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega sürümleri (5. basım).
6. Karbonhidratların İsimlendirilmesi (Öneriler 1996). (1996). Www.qmul.ac.uk adresinden alındı
7. Söderberg, T. (2010). Biyolojik Vurgulu Organik Kimya, Cilt I. Kimya Fakültesi (Cilt 1). Minnesota: Minnesota Üniversitesi Morris Digital Kuyu. Www.digitalcommons.morris.umn.edu adresinden alındı
8. Taylor, C.M. (1998). Glikopeptitler ve Glikoproteinler: Glikozidik Bağlantıya Odaklanma. dört yüzlü şekil, 54, 11317-11362.