Siaalihapot ( muista kreikan sanoista σίαλον "sylki") on yleinen nimi neuramiinihapon N- ja O-substituoiduille johdannaisille , monosakkaridille , jossa on yhdeksän hiiliketjuinen ketju. Tämän luokan yleisintä N-asetyylineuramiinihappoa (NANK, Neu5Ac) kutsutaan usein myös siaalihapoksi. Niitä on laajalti eläinkudoksissa , mutta niitä löytyy myös kasveista , sienistä ja bakteereista . Gunnar Blix , Ernst Klenk ja muut löysivät ne ensimmäisen kerran 1930-luvulla aivojen glykolipidien ja syljen musiinien lievän happohydrolyysin vallitsevina tuotteina , mistä he saivat nimensä [1] . 1980-luvulle mennessä oli tunnistettu yli 30 erilaista NANK-johdannaista. Toinen siaalihappojen sarja sisältää 2-keto-3-deoksinononihapon (Kdn) metaboliitit; kun ne otetaan huomioon, siaalihappojen kokonaismäärä on 50 [1] .
Karboksyyliryhmän vaikutuksesta ketosidisidokseen siaalihapot ovat epästabiileja, tämä sidos joutuu helposti hydrolyyttisen lohkeamisen kohteeksi.
Sialihapporakenteen numerointi alkaa karboksyylihiiliatomista. Konfiguraatio, jossa karboksylaattianioni on aksiaalisessa asennossa, on a-anomeeri.
Liuoksessa siaalihappo on pääasiassa β-muodossa (yli 90 %), ja a-anomeeri sisältyy glykaanien koostumukseen.
Sialihappojen monimuotoisuus määräytyy ensinnäkin sen hiilihydraatin substituution luonteesta ja sijainnista , johon siaalihappofragmentti on kiinnittynyt glykosidisidoksella, ja toiseksi hiiliatomeissa C olevien substituenttien modifikaation luonne. -1, C-4, C-5, C-7, C-8 ja C-9. Glykosidisidoksia luovat sialyylitransferaasit entsyymit , useimmiten galaktoosi- ja C-6- N-asetyyligalaktosamiinitähteiden C-3 ja C-6 kanssa [1] .
Substituenttien vaihtelu C-5-atomissa määrittää neljän keskeisen siaalihapon rakenteen: Neu5Ac (N-asetyyli), Kdn ( hydroksyyli ), N-glykolyylineuramiinihappo (Neu5Gc), N-(hydroksiasetyyli)) sekä neuramiinihappo . happo (Neu, aminoryhmä ) . C-1:n karboksyyliryhmä on tavallisesti deprotonoitunut, mutta se voi muodostaa laktoneja viereisten sakkaridien kanssa sekä laktaameja Neu:n tapauksessa. Muiden hiiliatomien substituenttien joukosta löytyy yleensä O-metyyli, O-asetyyli, O-sulfaatti, O-laktyyli ja myös fosfaattiryhmä. Sialihappoista on myös tyydyttymättömiä ja dehydrattuja johdannaisia, joista yleisin on Neu2en5Ac (2-deoksi-2,3-didehydro-NANK) [1] .
Siaalihappojen polymeerisiä ja oligomeerisia muotoja löytyy eläinten glykoproteiineista (erityisesti aivosoluista ja kalanmunista ), ja ne ovat ominaisia joillekin patogeenisille bakteereille [1] . Polysiaalihappojen pitoisuus aivoissa laskee merkittävästi postnataalisen kehityksen aikana ; pitoisuuden nousu liittyy neuroplastisuuteen [1] .
Siaalihapot ovat värittömiä kiteisiä aineita, jotka liukenevat hyvin veteen, liukenevat heikosti alkoholi- ja eetteriliuoksiin ja eivät liukene ei-polaarisiin orgaanisiin liuottimiin . Niillä on alhaiset sulamispisteet. Suurin osa siaalihapoista hajoaa kuumennettaessa yli 130–160 °C:seen. Erittäin epästabiili: vesiliuosten varastoinnin aikana havaitaan niiden hajoamista. Ne hajoavat mineraali- ja joidenkin orgaanisten happojen vaikutuksesta sekä vuorovaikutuksessa emästen kanssa [2] . Siaalihapot ovat luonteeltaan polyfunktionaalisia yhdisteitä, joilla on selvä happamuus ( pKa = 2,6), ne muodostavat metyyliestereitä.
Siaalihapoilla on useita erityisiä reaktioita:
Ensimmäistä reaktiota käytetään laajalti glykoproteiinien tutkimuksessa , koska näiden biopolymeerien muut komponentit eivät anna värillisiä yhdisteitä näissä olosuhteissa. Tämä reaktio perustuu siaalihappojen muuttumiseen pyrrolijohdannaisiksi , jotka antavat väriä reagoidessaan 4-dimetyyliaminobentsaldehydin kanssa .
Toinen perustuu formyylipyruviinihapon muodostumiseen, joka antaa värireaktion vuorovaikutuksessa tiobarbituurihapon kanssa .
Siaalihappojen tunnistamiseen käytetään kromatografiaa paperilla, ohuessa kerroksessa silikageeliä , elektroforeesia paperilla.
Siaalihapot ovat laajalle levinneitä luonnossa. Niitä löytyy eläinsolun (mukaan lukien ihmiset) glykokalyksista , bakteerien solukalvoista , kasvien soluseinistä , ovat glykoproteiinien ja glykolipoproteiinien rakennekomponentteja, ovat osa äidinmaidon oligosakkaridien rakennekomponentteja, leuan alaleuan proteettista ryhmää. rauhasten mukoproteiini , aivojen gangliosidit , jotka osallistuvat hermojen johtamiseen Impulssit löytyvät usein aivo-selkäydinnesteen koostumuksesta (vapaassa tilassa), sylkirauhasten eritteistä , limasta , mitokondrioiden kalvoista , mikrosomeista [3] .
Bakteerijärjestelmissä siaalihappoja syntetisoi aldolaasientsyymi . Entsyymi käyttää mannoosijohdannaista substraattina ja lisää kolme hiiltä pyruvaattimolekyylistä tuloksena olevaan siaalihapporakenteeseen. Aldolaaseja voidaan käyttää myös siaalihappojohdannaisten kemiallis-entsymaattiseen synteesiin [4] .
Siaalihapot ovat tärkeä glykaanien ja glykolipidien rakennusaine . Niiden tyypillinen sijainti on N-glykaanien , O-glykaanien ja gangliosidien päissä , mutta ne voivat myös olla polysakkaridien (pääasiassa bakteerien) välituotteita ja muodostaa myös oligo- ja polysiaalihappoja [1] . Siaalihappojen läsnäolo eläinglykoproteiinien oligosakkaridiketjujen päissä mahdollistaa niiden kiertämisen verenkierrossa, mikä estää maksasolujen sieppaamisen . Osana eläinsolujen biopolymeerejä siaalihapot määräävät suurelta osin solun pinnan ominaisuudet. Koska siaalihapot ovat glykolipidien ja glykoproteiinien oligosakkaridiketjujen ei-pelkistävässä päässä, ne peittävät biopolymeerin antigeeniset determinantit [5] .
Siaalihapot sitovat selektiiniä ihmisissä ja muissa organismeissa.
Niillä on merkittävä rooli patologisissa prosesseissa : tulehduksissa , immuunivasteessa , karsinogeneesissä (jotkut siaalihapot, esimerkiksi N-asetyylineuramiinihappo osallistuvat metastaasien tunkeutumiseen verisuoniin [6] ), virusten , bakteerien tunkeutumiseen. ja sienet ihmiskehoon jne.
Metastaattisissa syöpäsoluissa on usein runsaasti glykoproteiineja sisältävää siaalihappoa . Siaalihapon yli-ilmentyminen pinnalla luo negatiivisen varauksen, joka vaikuttaa solukalvoihin. Tämä luo repulsion terveiden solujen välillä (jotka muodostavat ns. oppositiosoluja) [6] ja auttaa pitkälle edenneiden syöpien etäpesäkkeitä pääsemään verisuoniin .
1940-luvulla havaittiin, että siaalihappo on influenssavirusten solureseptori ja että entsyymi, joka myöhemmin nimettiin neuraminidaasiksi , hajottaa sitä [1] . Laajalti käytetyt influenssalääkkeet ( oseltamiviiri ja zanamiviiri ) ovat siaalihappoanalogeja ja estävät viruksen pääsyn soluun estämällä neuraminidaasia .
Alueet, joissa on runsaasti siaalihappoja, luovat negatiivisen varauksen solujen pintaan. Koska vesi on polaarinen molekyyli, jolla on osittainen positiivinen varaus molemmissa vetyatomeissa , se vetää puoleensa solujen ja kalvojen pintaa . Se myös edistää nesteen ottoa soluihin.
Metabolinen patologia sisältää ryhmän perinnöllisiä sairauksia - sialidoosia . Tyypin I sialidoosi tai mukolipidoosi on perinnöllinen ( autosomaalinen resessiivinen ) sairaus, joka johtuu siaalihappojen kertymisestä verenkiertoon siaalihappojen erittymistä kehosta edistävän lysosomaalisen entsyymin neuraminidaasi (sialidaasi) puutteen vuoksi .
![]() | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
|