SIAALHAPPO: RAKENNE, TOIMINNOT JA SAIRAUDET - BIOLOGIA - 2026

Sialihapot ovat monosakkaridit yhdeksän hiiliatomia. Ne kuuluvat neuramiinihappojohdannaisten (5-amino-3,5-dideoksi-D-glysero-D-galakto-nonulosonihappo) perheeseen ja ovat levinneet laajalti luonnossa, erityisesti eläinvaltiossa.

Niitä ei normaalisti esiinny vapaina molekyyleinä, mutta a-glukosidisidokset yhdistävät ne hiilihydraattimolekyyleihin tai muihin sialiinihappomolekyyleihin, ja ne voivat sitten olla terminaalisissa tai sisäisissä asemissa lineaarisessa hiilihydraattiketjussa.

Siaalihappomolekyylin kaavio (Lähde: Käyttäjä: glycoform Wikimedia Commonsin kautta)

Termin "sialihappo" keksi ensimmäisen kerran Gunnar Blix vuonna 1957, vaikka muiden tutkijoiden aikaisempien raporttien mukaan niiden löytö juontaa juurensa kymmenen vuotta aikaisemmin, kun niitä kuvailtiin osana sialo-mucin glykoproteiineja ja sialo sialo-sfingolipidejä (gangliosideja)..

Siaalhappoja on läsnä suuressa osassa luonnon valtakuntia. Niitä on havaittu joissakin viruksissa, patogeenisissä bakteereissa, alkueläimissä, äyriäisissä, limamatoissa, hyönteisissä ja selkärankaisissa, kuten kaloissa, sammakkoeläimissä, lintuissa ja nisäkkäissä. Päinvastoin, niitä ei ole löytynyt sienistä, levistä tai kasveista.

Rakenne

Siaalhapot esiintyvät pääasiassa pinta-glykoproteiinien ja glykolipidien terminaaliosassa, tarjoamalla suurta monimuotoisuutta näille glykokonjugaateille. Differentiaaliset "sialylaatio" mallit ovat tuotteita kudosspesifisten glykosyylitransferaasien (sialyylitransferaasien) ilmentymiselle.

Siaalihapot kuuluvat rakenteellisesti noin 40 N-asyloituneen neuramiinihapon luonnollisten johdannaisten perheeseen, mikä synnyttää kaksi "emo" -rakennetta: N-asetyyliamiamiinihappoa (Neu5Ac) tai N-glykolyyli-neuramiinihappoa (Neu5Gc)..

Sen rakenteellisiin ominaisuuksiin sisältyy aminoryhmän (jota voidaan modifioida) läsnäolo asemassa 5 ja karboksyyliryhmän asemassa 1, joka voidaan ionisoida fysiologisessa pH: ssa. Hapetettu C-3-hiili ja glyserolimolekyyli C-6-asemassa.

Kaavio sialihappomolekyylistä hiilen luettelolla (Lähde: Käyttäjä: glycoform Wikimedia Commonsin kautta)

Monet johdannaiset syntyvät korvaamalla hydroksyyliryhmät C-4, C-7, C-8 ja C-9-asemissa asetyyli-, glykoli-, laktyyli-, metyyli-, sulfaatti- ja fosfaattiosuuksilla; samoin kuin kaksoissidosten käyttöönotto C-2: n ja C-3: n välillä.

Lineaarisessa terminaalisessa asennossa siaalhappo-osan kiinnittyminen oligosakkaridiketjuun sisältää a-glukosidisidoksen sialihapon C-2-anomeerisen hiilen hydroksyyliryhmän ja C-3, C-hiilen hydroksyyliryhmien välillä. 4 tai C-6 monosakkaridiosasta.

Nämä sidokset voivat olla galaktoositähteiden, N-asetyyliglukosamiinin, N-asetyyligalaktoosamiinin ja joissain ainutlaatuisissa gangliosideissa, glukoosin, välillä. Ne voivat esiintyä N-glykosidisten tai O-glykosidisten sidosten kautta.

ominaisuudet

Siaalhappojen ajatellaan auttavan lois-organismeja selviämään isäntäorganismissa; esimerkkejä tästä ovat nisäkäspatogeenit, jotka tuottavat siaalhapon metaboliaentsyymejä (sialidaasit tai N-asetyylianeuramiiniset lyaasit).

Ei ole nisäkäslajeja, joille siaalhappojen läsnäolosta ei ole ilmoitettu olevan osa glykoproteiineja yleensä, seerumin glykoproteiineja, limakalvoa, osana solun pintarakenteita tai osana monimutkaisia ​​hiilihydraatteja.

Niitä on löydetty happamista oligosakkarideista ihmisten, nautojen, lampaiden, koirien ja sikojen maidossa ja ternimaidossa, ja myös osana rottien ja ihmisten virtsaa.

Rooli solujen tarttumisprosesseissa

Siaalhappo-osuuksilla olevilla glykokonjugaateilla on tärkeä rooli tiedonvaihtomenetelmissä naapurisolujen välillä ja solujen ja niiden ympäristön välillä.

Siaalhapon läsnäolo solukalvoissa myötävaikuttaa negatiivisen varauksen muodostumiseen pinnalle, jolla on positiivisia vaikutuksia joihinkin solujen ja joidenkin molekyylien välisiin sähköstaattisiin heijastustapahtumiin.

Lisäksi negatiivinen varaus antaa membraanin sialihapoille roolin positiivisesti varautuneiden ionien kuljetuksessa.

On raportoitu, että siaalhappo helpottaa endoteelin ja epiteelin sitoutumista glomerulaariseen pohjakalvoon, ja tämä vaikuttaa myös näiden solujen väliseen kontaktiin.

Rooli verisolukomponenttien elinkaaressa

Siaalhapolla on tärkeitä tehtäviä osana glykophoriini A: ta erytrosyyttien plasmamembraanissa. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että siaalhapon pitoisuus on kääntäen verrannollinen näiden solujen ikään.

Neuraminidaasientsyymeillä hoidetut punasolut, jotka vastaavat sialihapon hajoamisesta, lyhentävät huomattavasti niiden puoliintumisaikaa veressä 120 päivästä muutamaan tuntiin. Sama tapaus on havaittu verihiutaleilla.

Trombosyytit menettävät tarttumis- ja aggregaatiokykynsä, jos sialiinihappoa ei ole pintaproteiineissaan. Lymfosyyteissä siaalhapolla on myös tärkeä rooli solujen tarttumis- ja tunnistusprosesseissa, samoin kuin vuorovaikutuksessa pintareseptoreiden kanssa.

Immuunijärjestelmän toiminnot

Immuunijärjestelmä pystyy erottamaan omat tai tunkeutuvat rakenteensa membraaneissa olevien sialihappomallien tunnistamisen perusteella.

Siaalhapolla, samoin kuin entsyymeillä neuraminidaasilla ja sialyylitransferaasilla, on tärkeät säätelyominaisuudet. Siaalhapon terminaalisilla osilla plasmamembraaniglykokonjugaateissa on peitetoiminnot tai kalvoreseptoreina.

Lisäksi useat kirjoittajat ovat nostaneet esille mahdollisuuden, että sialihapolla on antigeenisiä toimintoja, mutta sitä ei vielä tunneta varmuudella. Siaalhappotähteiden peittämistoiminnot ovat kuitenkin erittäin tärkeitä solujen säätelyssä.

Maskeroinnilla voi olla suora tai epäsuora suojaava rooli riippuen siitä, peittääkö siaalhappoosuus suoraan antigeenisen hiilihydraattitähteen vai onko se sialihappo viereisessä glykokonjugaatissa, joka peittää antigeenisen osan.

Joillakin vasta-aineilla on Neu5Ac-tähteitä, joilla on viruksia neutraloivia ominaisuuksia, koska nämä immunoglobuliinit kykenevät estämään virusten tarttumisen vain konjugaatteihin (glykokonjugaatit osittain sialihappoa) solukalvolle.

Muut toiminnot

Siaalhapoilla on suolistossa yhtä tärkeä rooli, koska ne ovat osa muksiineja, joilla on voitelevia ja suojaavia ominaisuuksia, jotka ovat välttämättömiä koko organismille.

Lisäksi siaalhappoja on läsnä myös keuhkoputken, mahalaukun ja suolen epiteelisolujen kalvoissa, joissa ne osallistuvat kuljetukseen, eritykseen ja muihin aineenvaihduntaprosesseihin.

sairaudet

Lukuisten sairauksien tiedetään sisältävän poikkeavuuksia sialiinihappojen aineenvaihdunnassa, ja näitä kutsutaan sialidoosiksi. Näistä merkittävimpiä ovat sialuria ja Sallan tauti, joille on ominaista erittyminen virtsaan suurilla määrillä vapaita sialihappoja.

Muiden immunologisten luontaisten sairauksien on oltava tekemisissä sialihapon metaboliaan liittyvien anabolisten ja katabolisten entsyymien muutosten kanssa, jotka aiheuttavat poikkeavan kertymän glykokonjugaateista osien sialihapon kanssa.

Joitakin verifaktoreihin liittyviä sairauksia tunnetaan myös, kuten trombosytopenia, joka koostuu veren trombosyyttipitoisuuden laskusta, jonka todennäköisesti aiheuttaa siaalhapon puute kalvossa.

Von Willebrandin tauti vastaa trombosyyttien tarttuvuuskyvyn heikkenemistä verisuonen seinämän subendoteliaalikalvon glykokonjugaatteihin, joka johtuu puutteista tai puutteista glykosylaatiossa tai sialylaatiossa.

Glanzmannin trombasthenia on toinen synnynnäinen trombosyyttien aggregaation häiriö, jonka juurena on viallisten glykoproteiinien läsnäolo trombosyyttien kalvossa. Näiden glykoproteiinien virheiden on osoitettu liittyvän vähentyneeseen Neu5Ac-pitoisuuteen.

Viitteet

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Orgaaninen kemia (1. painos). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, AV (2008). Kemiallisen glykosylaation käsikirja: edistykset stereoselektiivisyydessä ja terapeuttisessa merkityksessä. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Siaalhappojen biologia. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Siaalhapot: kemia, aineenvaihdunta ja toiminta. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Siaalhappojen rakenne, toiminta ja metabolia. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330–1349.