SIALIO RŪGŠTIS: STRUKTŪRA, FUNKCIJOS IR LIGOS - BIOLOGIJA - 2025

Kad sialo rūgštys yra monosacharidų devynių anglies atomus. Jie priklauso neuramininės rūgšties darinių (5-amino-3,5-dideoksi-D-glicerind-D-galakto-nonulosonic rūgštis) šeimai ir yra plačiai paplitę gamtoje, ypač gyvūnų karalystėje.

Paprastai jie neatsiranda kaip laisvosios molekulės, bet yra sujungti α-gliukozidiniais ryšiais su angliavandenių molekulėmis ar kitomis sialinės rūgšties molekulėmis ir vėliau gali užimti galines arba vidines pozicijas linijinėje angliavandenių grandinėje.

Sialio rūgšties molekulės schema (Šaltinis: Vartotojas: glikoformas per „Wikimedia Commons“)

Terminą „sialinė rūgštis“ pirmą kartą sukūrė Gunaras Blixas 1957 m., Nors ankstesni kitų tyrėjų pranešimai rodo, kad jų atradimai datuojami dešimtmečiu ar dviem anksčiau, kai jie buvo apibūdinti kaip sialo mucino glikoproteinų ir sialo sialo sfingolipidų (gangliozidų) dalis. .

Sialio rūgštys yra daugelyje gamtos karalystių. Jie buvo aptikti kai kuriuose virusuose, patogeninėse bakterijose, pirmuoniuose, vėžiagyviuose, plokščiuosiuose kirminuose, vabzdžiuose ir stuburiniuose gyvūnuose, tokiuose kaip žuvis, varliagyviai, paukščiai ir žinduoliai. Priešingai, jų nerasta grybuose, dumbliuose ar augaluose.

Struktūra

Sialinės rūgštys daugiausia susidaro paviršinėje glikoproteinų ir glikolipidų galinėje dalyje, suteikdamos didelę įvairovę šiems glikokonjugatams. Diferencialiniai "sialyliacijos" modeliai yra audiniams būdingų glikoziltransferazių (sialyltransferazių) ekspresijos produktai.

Struktūriškai sialinės rūgštys priklauso maždaug 40 natūralių neuramininės rūgšties darinių, kurie yra N-acilinti, šeimai, sukuriant dvi „pirmines“ struktūras: N-acetilneuramininės rūgšties (Neu5Ac) arba N-glikolilneuramininės rūgšties (Neu5Gc). .

Jos struktūrinės savybės apima amino grupės (kuri gali būti modifikuota) buvimą 5-oje padėtyje ir karboksilo grupę 1-oje padėtyje, kuri gali būti jonizuota esant fiziologiniam pH. Deoksigeninta C-3 anglis ir glicerolio molekulė C-6 padėtyje.

Sialio rūgšties molekulės su angliavandeniliais skaičiavimo schema (Šaltinis: vartotojas: glikoformas per „Wikimedia Commons“)

Daugybė darinių atsiranda pakeitus hidroksilo grupes C-4, C-7, C-8 ir C-9 padėtyse acetilo, glikolio, laktilo, metilo, sulfato ir fosfato dalimis; taip pat dvigubų jungčių tarp C-2 ir C-3 įvedimas.

Linijinėje galinėje padėtyje sialinės rūgšties dalies prijungimas prie oligosacharido grandinės apima alfa-glikozidinį ryšį tarp sialinės rūgšties C-2 anomerinės anglies hidroksilo grupės ir C-3, C-anglies hidroksilo grupių. 4 arba C-6 monosacharido porcijoje.

Šie ryšiai gali būti tarp galaktozės liekanų, N-acetilgliukozamino, N-acetilgalaktozamino ir kai kuriuose pavieniuose ganglioziduose - gliukozės. Jie gali atsirasti per N-glikozidinius arba O-glikozidinius ryšius.

funkcijos

Manoma, kad sialinės rūgštys padeda parazitiniams organizmams išgyventi organizme-šeimininke; to pavyzdžiai yra žinduolių patogenai, gaminantys sialio rūgšties metabolizmo fermentus (sialidazės arba N-acetilneuramininės lipazės).

Nėra žinduolių rūšių, kurioms apie sialio rūgščių buvimą apskritai nebuvo pranešta kaip apie glikoproteinus, serumo, gleivinės glikoproteinus, kaip ląstelių paviršiaus struktūrą ar kaip sudėtinių angliavandenių dalį.

Jų rasta rūgščiuose oligosachariduose žmonių, galvijų, avių, šunų ir kiaulių piene ir priešpienyje, taip pat kaip žiurkių ir žmonių šlapime.

Vaidmuo ląstelių adhezijos procesuose

Glikokonjugatai su sialinės rūgšties dalimis vaidina svarbų vaidmenį keičiantis informacija tarp kaimyninių ląstelių ir tarp ląstelių bei jų aplinkos.

Sialio rūgšties buvimas ląstelių membranose prisideda prie neigiamo krūvio susidarymo ant paviršiaus, o tai turi teigiamų pasekmių kai kuriems elektrostatinės repulsijos atvejams tarp ląstelių ir kai kurių molekulių.

Be to, neigiamas krūvis suteikia sialio rūgštims membranoje svarbų vaidmenį pernešant teigiamai įkrautus jonus.

Buvo pranešta, kad endialio ir epitelio jungimąsi prie glomerulų pagrindo membranos palengvina sialinė rūgštis, o tai taip pat daro įtaką šių ląstelių kontaktams.

Kraujo ląstelių komponentų gyvenimo trukmės vaidmuo

Sialio rūgštis atlieka svarbias funkcijas kaip glikoforino A dalis eritrocitų plazmos membranoje. Kai kurie tyrimai parodė, kad sialio rūgšties kiekis yra atvirkščiai proporcingas šių ląstelių amžiui.

Eritrocitai, gydomi neuraminidazės fermentais, atsakingi už sialio rūgšties skilimą, drastiškai sumažina jų pusinės eliminacijos periodą kraujyje nuo 120 dienų iki kelių valandų. Tas pats atvejis pastebėtas dėl trombocitų.

Trombocitai praranda savo adheziją ir agregacijos gebėjimą, nes jų paviršiniuose baltymuose nėra sialinės rūgšties. Limfocituose sialinė rūgštis taip pat vaidina svarbų vaidmenį ląstelių adhezijos ir atpažinimo procesuose, taip pat sąveikoje su paviršiaus receptoriais.

Imuninės sistemos funkcijos

Remiantis membranose esančių sialio rūgšties struktūrų atpažinimu, imuninė sistema sugeba atskirti savo ar invazines struktūras.

Sialio rūgštis, taip pat fermentai neuraminidazė ir sialiltransferazė, turi svarbių reguliavimo savybių. Sialio rūgšties galinės dalys plazminės membranos glikokonjugatuose turi maskavimo funkcijas arba yra membranos receptoriai.

Be to, įvairūs autoriai iškėlė galimybę, kad sialio rūgštis turi antigeninių funkcijų, tačiau ji dar nežinoma. Tačiau sialio rūgšties liekanų maskavimo funkcijos yra labai svarbios ląstelių reguliavime.

Maskavimas gali turėti tiesioginį ar netiesioginį apsauginį vaidmenį priklausomai nuo to, ar sialio rūgšties dalis tiesiogiai dengia antigeninių angliavandenių liekanas, ar tai yra gretimame glikokonjugate esanti sialio rūgštis, užmaskuojanti antigeninę dalį.

Kai kurie antikūnai turi Neu5Ac liekanas, pasižyminčias virusus neutralizuojančiomis savybėmis, nes šie imunoglobulinai gali užkirsti kelią virusų adhezijai tik konjugatams (glikokonjugatams su sialio rūgšties dalimis) ląstelės membranoje.

Kitos funkcijos

Žarnyne sialinės rūgštys vaidina ne mažiau svarbų vaidmenį, nes yra dalis mucinų, turinčių lubrikuojančių ir apsauginių savybių, būtinų visam organizmui.

Be to, sialio rūgštys yra ir bronchų, skrandžio ir žarnyno epitelio ląstelių membranose, kur jos dalyvauja transportavimo, sekrecijos ir kituose medžiagų apykaitos procesuose.

Ligos

Yra žinoma, kad daugybė ligų, susijusių su sialio rūgšties metabolizmo sutrikimais, yra žinomos kaip sialidozė. Tarp ryškiausių yra sialurija ir Salos liga, kuriai būdingas šlapimo išsiskyrimas su dideliu kiekiu laisvųjų sialio rūgščių.

Kitos imunologinio pobūdžio ligos yra susijusios su anabolinių ir katabolinių fermentų, susijusių su sialio rūgšties metabolizmu, pokyčiais, kurie sukelia nenormalų glikokonjugatų kaupimąsi kartu su sialio rūgšties dalimis.

Taip pat žinomos kai kurios su kraujo veiksniais susijusios ligos, tokios kaip trombocitopenija, kurią sudaro trombocitų lygio sumažėjimas kraujyje, kurį tikriausiai sukelia sialio rūgšties trūkumas membranoje.

Von Willebrando liga atitinka trombocitų gebėjimo prilipti prie kraujagyslių sienelės subendotelinės membranos glikokonjugatų trūkumą, atsirandantį dėl glikozilinimo ar sializacijos trūkumų ar trūkumų.

Glanzmanno trombastenija yra dar vienas įgimtas trombocitų agregacijos sutrikimas, kurio šaknis yra defektų turinčių glikoproteinų buvimas trombocitų membranoje. Įrodyta, kad šių glikoproteinų trūkumai yra susiję su sumažėjusiu Neu5Ac kiekiu.

Nuorodos

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organinė chemija (1-asis leidimas). Niujorkas: „Oxford University Press“.
2. Demčenko, AV (2008). Cheminio glikozilinimo vadovas: Stereoselektyvumo ir terapinio tinkamumo pažanga. Vilis-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Sialio rūgščių biologija. Niujorkas: „Springer Science + Business Media, LLC“.
4. Schauer, R. (1982). Sialio rūgštys: chemija, metabolizmas ir funkcijos. „Springer-Verlag Wien“ Niujorkas.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Sialio rūgščių struktūra, funkcijos ir metabolizmas. CMLS Ląsteliniai ir molekuliniai gyvybės mokslai, 54, 1330–1349.