SIALIC ACID: ISTRAKTURA, PAG-ANDAR AT SAKIT - BIOLOGY - 2025

Ang mga sialic acid ay monosaccharides siyam na carbon atoms. Ito ay kabilang sa pamilya ng mga neuraminic acid derivatives (5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonic acid) at malawak na ipinamamahagi sa kalikasan, lalo na sa kaharian ng hayop.

Hindi sila karaniwang nangyayari bilang mga libreng molekula, ngunit iniuugnay sa mga bono ng α-glucosidic sa mga molecule ng karbohidrat o sa iba pang mga molekula ng sialic acid, at pagkatapos ay sakupin ang mga terminal o panloob na posisyon sa loob ng isang gulong na karbohidrat chain.

Schematic ng isang sialic acid molekula (Pinagmulan: Gumagamit: glycoform sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang salitang "sialic acid" ay unang pinahusay ng Gunnar Blix noong 1957, bagaman ang mga naunang ulat ng iba pang mga mananaliksik ay nagpapahiwatig na ang pagtuklas nito ay bumalik noong isang dekada o dalawa nang mas maaga, nang sila ay inilarawan bilang bahagi ng sialo mucin glycoproteins at sialo sialo sialo sphingolipids (gangliosides). .

Ang mga sialic acid ay naroroon sa karamihan ng mga kaharian ng kalikasan. Nakita ang mga ito sa ilang mga virus, pathogenic bacteria, protozoa, crustaceans, flatworms, insekto at vertebrates tulad ng mga isda, amphibians, ibon at mammal. Sa kabaligtaran, hindi pa sila natagpuan sa fungi, algae o halaman.

Istraktura

Ang mga sialic acid ay nangyayari sa pangunahin sa terminal na bahagi ng mga glycoproteins at glycolipids, na nagbibigay ng mahusay na pagkakaiba-iba sa mga glycoconjugates na ito. Ang mga pagkakaiba-iba ng mga pattern na "sialylation" ay mga produkto ng pagpapahayag ng mga glycosyltransferases na tiyak na tisyu (sialyltransferases).

Sa istruktura, ang mga sialic acid ay kabilang sa isang pamilya na halos 40 natural na derivatives ng neuraminic acid na N-acylated, na nagbibigay ng pagtaas sa dalawang "magulang" na istruktura: N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) o N-glycolyl neuraminic acid (Neu5Gc) .

Ang mga istrukturang katangian nito ay kinabibilangan ng pagkakaroon ng isang pangkat na amino (na maaaring mabago) sa posisyon 5, at isang pangkat na carboxylic sa posisyon 1, na maaaring ma-ionized sa pHologicalological pH. Ang isang deoxygenated C-3 carbon at isang molekula ng gliserol sa posisyon ng C-6.

Ang eskematiko ng isang molekula ng sialic acid sa enumeration ng mga karbohidro (Pinagmulan: Gumagamit: glycoform sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Maraming mga derivatives ang lumitaw mula sa pagpapalit ng mga pangkat ng hydroxyl sa C-4, C-7, C-8 at C-9 na posisyon sa pamamagitan ng acetyl, glycol, lactyl, methyl, sulfate at phosphate na mga bahagi; pati na rin ang pagpapakilala ng dobleng mga bono sa pagitan ng C-2 at C-3.

Sa linya na linya ng linya, ang pag-attach ng isang sialic acid na bahagi sa isang oligosaccharide chain ay nagsasangkot ng isang bono ng α-glucosidic sa pagitan ng pangkat na hydroxyl ng C-2 anomalikong carbon ng sialic acid at ang mga pangkat ng hydroxyl ng C-3, C-carbons. 4 o C-6 ng bahagi ng monosaccharide.

Ang mga link na ito ay maaaring maging sa pagitan ng mga galactose residues, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine, at sa ilang mga natatanging gangliosides, glucose. Maaari silang maganap sa pamamagitan ng mga bono ng N-glycosidic o O-glycosidic.

Mga Tampok

Ang mga sialic acid ay naisip na matulungan ang mga parasito na organismo na mabuhay sa loob ng organismo ng host; ang mga halimbawa nito ay ang mga mamalia na pathogen na gumagawa ng sialic acid metabolism enzymes (sialidases o N-acetylneuraminic lyases).

Walang mga species ng mammalian na kung saan ang pagkakaroon ng mga sialic acid ay hindi naiulat bilang bahagi ng glycoproteins sa pangkalahatan, serum glycoproteins, ng mucosa, bilang bahagi ng mga istraktura ng cell ibabaw o bilang bahagi ng kumplikadong mga karbohidrat.

Natagpuan sila sa acidic oligosaccharides sa gatas at colostrum ng mga tao, baka, tupa, aso at baboy, at bilang bahagi din ng ihi ng mga daga at mga tao.

Papel sa mga proseso ng pagdirikit ng cell

Ang mga glycoconjugates na may sialic acid moieties ay may mahalagang papel sa mga proseso ng pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng mga kalapit na selula at sa pagitan ng mga cell at kanilang kapaligiran.

Ang pagkakaroon ng sialic acid sa mga lamad ng cell ay nag-aambag sa pagtatatag ng isang negatibong singil sa ibabaw, na may positibong mga kahihinatnan sa ilang mga kaganapan sa pagtapon ng electrostatic sa pagitan ng mga cell at ilang mga molekula.

Bilang karagdagan, ang negatibong singil ay nagbibigay sa mga sialic acid sa lamad ng isang papel sa transportasyon ng mga positibong sisingilin na mga ion.

Naiulat na ang pagbubuklod ng endothelium at epithelium sa glomerular basement lamad ay pinadali ng sialic acid, at naiimpluwensyahan din nito ang pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga cell na ito.

Tungkulin sa habang-buhay na mga bahagi ng selula ng dugo

Ang Sialic acid ay may mahalagang pag-andar bilang bahagi ng glycophorin A sa lamad ng plasma ng mga erythrocytes. Ang ilang mga pag-aaral ay ipinakita na ang nilalaman ng sialic acid ay likas na proporsyonal sa edad ng mga cell na ito.

Ang mga erythrocytes na ginagamot sa mga neuraminidase enzymes, na responsable para sa pagkabulok ng sialic acid, drastically bawasan ang kanilang kalahating buhay sa daloy ng dugo mula sa 120 araw hanggang sa ilang oras. Ang parehong kaso ay na-obserbahan sa mga platelet.

Ang mga thrombocytes ay nawalan ng kakayahang sumunod at magkasama sa kawalan ng sialic acid sa kanilang mga protina sa ibabaw. Sa mga lymphocytes, ang sialic acid ay gumaganap din ng isang mahalagang papel sa pagdikit ng cell at mga proseso ng pagkilala, pati na rin sa pakikipag-ugnay sa mga receptor ng ibabaw.

Mga function sa immune system

Ang immune system ay magagawang makilala sa pagitan ng sarili o sumasalakay na mga istraktura batay sa pagkilala sa mga sialic acid pattern na naroroon sa mga lamad.

Ang Sialic acid, pati na rin ang mga enzyme na neuraminidase at sialyltransferase, ay nagtataglay ng mga mahalagang katangian ng regulasyon. Ang mga terminal na bahagi ng sialic acid sa plasma membrane glycoconjugates ay may mga pag-andar ng masking o bilang mga lamad na receptor.

Bilang karagdagan, ang iba't ibang mga may-akda ay nagpataas ng posibilidad na ang sialic acid ay may mga antigenic function, ngunit hindi pa ito kilala nang may katiyakan. Gayunpaman, ang mga pag-andar ng masking mga residue ng sialic acid ay napakahalaga sa regulasyon ng cell.

Ang masking ay maaaring magkaroon ng isang direkta o hindi direktang proteksiyon na papel, depende sa kung ang bahagi ng sialic acid na direkta ay sumasaklaw sa nalalabi na antigenic na karbohidrat, o kung ito ay isang sialic acid sa isang katabing glycoconjugate na nag-mask ng antigenic na bahagi.

Ang ilang mga antibodies ay nagtataglay ng Neu5Ac na nalalabi na nagpapakita ng mga pag-neutralize ng mga virus, dahil ang mga immunoglobulin ay may kakayahang maiwasan ang pagdidikit ng mga virus sa mga conjugates lamang (glycoconjugates na may mga bahagi ng sialic acid) sa cell lamad.

Iba pang mga pag-andar

Sa bituka tract, ang mga sialic acid ay gumaganap ng pantay na mahalagang papel, dahil ang mga ito ay bahagi ng mga mucins, na mayroong pagpapadulas at proteksiyon na mga katangian, mahalaga para sa buong organismo.

Bukod dito, ang mga sialic acid ay naroroon din sa mga lamad ng bronchial, gastric at bituka na mga epithelium cells, kung saan sila ay kasangkot sa transportasyon, pagtatago, at iba pang mga metabolic na proseso.

Mga sakit

Maraming mga sakit ay kilala na nagsasangkot ng mga abnormalidad sa metabolismo ng sialic acid at ang mga ito ay kilala bilang sialidosis. Kabilang sa mga pinakatanyag ay ang sialuria at ang sakit ni Salla, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-ihi ng ihi na may malaking halaga ng mga libreng sialic acid.

Ang iba pang mga sakit ng isang immunological na kalikasan ay may kinalaman sa mga pagbabago sa anabolic at catabolic enzymes na nauugnay sa metabolismo ng sialic acid, na nagiging sanhi ng isang aberrant na akumulasyon ng glycoconjugates na may mga bahagi ng sialic acid.

Ang ilang mga sakit na nauugnay sa mga kadahilanan ng dugo ay kilala rin, tulad ng thrombocytopenia, na binubuo ng isang pagbawas sa antas ng mga thrombocytes sa dugo, marahil sanhi ng kakulangan ng sialic acid sa lamad.

Ang sakit na Von Willebrand ay tumutugma sa isang kakulangan sa kakayahan ng mga thrombocytes na sumunod sa subendothelial membrane glycoconjugates ng pader ng daluyan ng dugo, na sanhi ng mga kakulangan o kakulangan sa glycosylation o sialylation.

Ang thrombasthenia ni Glanzmann ay isa pang congenital disorder ng thrombocyte pagsasama na ang ugat ay ang pagkakaroon ng mga may sira na glycoproteins sa lamad ng mga thrombocytes. Ang mga depekto sa mga glycoproteins na ito ay ipinakita na maiugnay sa nabawasan na nilalaman ng Neu5Ac.

Mga Sanggunian

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organic Chemistry (ika-1 ng ed.). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, AV (2008). Handbook ng Chemical Glycosylation: Pagsulong sa Stereoselectivity at Therapeutic Relevance. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Biology ng Sialic Acids. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Sialic Acids: Chemistry, Metabolismo at Pag-andar. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Istraktura, pag-andar at metabolismo ng mga sialic acid. CMLS Cellular at Molecular Life Science, 54, 1330–1349.