De glykosidbindinger De er de kovalente bindingene som oppstår mellom sukker (karbohydrater) og andre molekyler, som kan være andre monosakkarider eller andre molekyler av ulik natur. Disse koblingene muliggjør eksistensen av flere grunnleggende komponenter for livet, ikke bare i dannelsen av reservebrensler og strukturelle elementer, men også av informasjonsbærende molekyler som er essensielle for mobilkommunikasjon..
Dannelsen av polysakkarider avhenger fundamentalt av etableringen av glykosidbindinger mellom de frie alkohol- eller hydroksylgruppene til de enkelte monosakkaridenheter..
Imidlertid inneholder noen komplekse polysakkarider modifiserte sukker som er bundet til små molekyler eller grupper som amino, sulfat og acetyl gjennom glukosidbindinger, og som ikke nødvendigvis involverer frigjøring av et vannmolekyl ved en kondensasjonsreaksjon. Disse modifikasjonene er veldig vanlige i glykanene som er tilstede i den ekstracellulære matrisen eller glykokalyksen..
Glykosidiske koblinger forekommer i flere cellulære sammenhenger, inkludert foreningen av den polare hodegruppen til noen sfingolipider, essensielle bestanddeler i cellemembranene til mange organismer, og dannelsen av glykoproteiner og proteoglykaner..
Viktige polysakkarider som cellulose, kitin, agar, glykogen og stivelse ville ikke være mulig uten glykosidbindinger. På samme måte er proteinglykosylering, som forekommer i endoplasmatisk retikulum og i Golgi-komplekset, av største betydning for aktiviteten til mange proteiner..
Tallrike oligo- og polysakkarider fungerer som glukosebeholdere, som strukturelle komponenter eller som lim for cellefeste i vev..
Forholdet mellom glykosidbindinger i oligosakkarider er analogt med peptidbindinger i polypeptider og fosfodiesterbindinger i polynukleotider, med den forskjellen at det er større mangfold i glykosidbindinger.
Artikkelindeks
Glykosidbindinger er mye mer varierte enn deres analoger i proteiner og nukleinsyrer, siden i prinsippet kan to sukkermolekyler være sammen på mange måter, fordi de har flere -OH-grupper som kan delta i dannelsen av lenken.
Videre gir isomerer av monosakkarider, det vil si en av de to retningene som hydroksylgruppen kan ha i den sykliske strukturen i forhold til det anomere karbon, et ytterligere nivå av mangfold..
Isomerer har forskjellige tredimensjonale strukturer, så vel som forskjellige biologiske aktiviteter. Cellulose og glykogen består av gjentatte D-glukosenheter, men avviker i typen glykosidbinding (α1-4 for glykogen og β1-4 for cellulose), og har derfor forskjellige egenskaper og funksjoner..
Akkurat som polypeptider har en polaritet med en N- og en C-ende, og polynukleotider har 5 'og 3' ender, har oligo- eller polysakkarider en polaritet definert av de reduserende og ikke-reduserende ender.
Den reduserende enden har et fritt anomert senter som ikke danner en glykosidbinding med et annet molekyl, og dermed beholder den kjemiske reaktiviteten til aldehydet.
Den glykosidiske bindingen er den mest fleksible regionen av en oligo- eller polysakkariddel, siden den strukturelle salkonformasjonen av individuelle monosakkarider er relativt stiv..
Glykosidbindingen kan sammenføye to monosakkaridmolekyler gjennom det anomere karbonet i det ene og hydroksylgruppen i det andre. Det vil si at den hemiacetale gruppen av ett sukker reagerer med alkoholgruppen til en annen for å danne en acetal.
Generelt skjer dannelsen av disse bindingene ved kondensasjonsreaksjoner, der et vannmolekyl frigjøres med hver binding som dannes..
Imidlertid forlater oksygen imidlertid ikke sukkermolekylet som vann, men som en del av difosfatgruppen i et uridindifosfatnukleotid..
Reaksjonene som gir opphav til glykosidbindinger katalyseres av en klasse enzymer kjent som glykosyltransferaser. De dannes mellom et kovalent modifisert sukker ved tilsetning av en fosfatgruppe eller et nukleotid (glukose 6-fosfat, UDP-galaktose, for eksempel) som binder til den voksende polymerkjeden.
Glykosidbindinger kan lett hydrolyseres i litt sure omgivelser, men de er ganske motstandsdyktige mot alkaliske miljøer..
Den enzymatiske hydrolysen av glykosidbindingene medieres av enzymer kjent som glykosidaser. Mange pattedyr har ikke disse enzymene for nedbrytning av cellulose, så de er ikke i stand til å hente ut energi fra dette polysakkaridet, til tross for at de er en vesentlig kilde til fiber.
Drøvtyggere som kyr har for eksempel bakterier knyttet til tarmene som produserer enzymer som er i stand til å nedbryte cellulosen de inntar, noe som gjør dem i stand til å dra nytte av energien som er bevart i plantevev..
Enzymet lysozym, produsert i tårene i øyet og av noen bakterievirus, er i stand til å ødelegge bakterier takket være den hydrolytiske aktiviteten, som bryter glykosidbindingen mellom N-acetylglukosamin og N-acetylmuraminsyre i bakterievæggen..
Oligosakkarider, polysakkarider eller glykaner er veldig forskjellige molekyler, og dette skyldes de mange måtene monosakkarider kan binde sammen for å danne strukturer av høyere orden.
Dette mangfoldet er basert på det faktum, som nevnt ovenfor, at sukker har hydroksylgrupper som tillater forskjellige bindingsregioner, og at bindinger kan forekomme mellom de to mulige stereoisomerer med hensyn til det anomere karbonet i sukkeret (α eller β)..
Glykosidbindinger kan dannes mellom et sukker og en hvilken som helst hydroksyforbindelse slik som alkoholer eller aminosyrer.
I tillegg kan et monosakkarid danne to glykosidbindinger, slik at det kan tjene som forgreningspunkt, og introdusere potensiell kompleksitet i strukturen til glykaner eller polysakkarider i celler..
Når det gjelder typer glykosidbindinger, kan to kategorier skilles mellom: glykosidbindinger mellom monosakkarider som utgjør oligo- og polysakkarider, og glykosidbindinger som forekommer i glykoproteiner eller glykolipider, som er proteiner eller lipider med deler av karbohydrater.
O-glykosidbindinger oppstår mellom monosakkarider, de dannes ved reaksjonen mellom hydroksylgruppen i et sukkermolekyl og det anomere karbon i et annet.
Disakkarider er en av de vanligste oligosakkaridene. Polysakkarider har mer enn 20 monosakkaridenheter koblet sammen på en lineær måte og noen ganger har flere grener..
I disakkarider som maltose, laktose og sukrose er den vanligste glykosidbindingen den O-glukosidiske typen. Disse bindingene kan forekomme mellom karbonene og -OH i α- eller β-isomere former..
Dannelsen av glukosidbindinger i oligo- og polysakkarider vil avhenge av den stereokjemiske naturen til sukkerne som er sammenføyd, samt på antallet karbonatomer. Generelt, for sukker med 6 karbonatomer, oppstår lineære bindinger mellom karbon 1 og 4 eller 1 og 6.
Det er to hovedtyper av O-glykosider som, avhengig av nomenklaturen, er definert som α og β eller 1,2-cis og 1.2-trans-glykosider.
Rester 1,2-cis glykosylerte, a-glykosider for D-glukose, D-galaktose, L-fukose, D-xylose eller P-glykosider for D-mannose, L-arabinose; samt 1,2-trans (β-glykosider for D-glukose, D-galaktose og α-glykosider for D-mannose, etc.), er av stor betydning for mange naturlige komponenter.
En av de vanligste endringene etter translasjon er glykosylering, som består av tilsetning av en karbohydratdel til et voksende peptid eller protein. Mucins, sekretoriske proteiner, kan inneholde store mengder oligosakkaridkjeder bundet av O-glukosidbindinger..
O-glykosyleringsprosessen forekommer i Golgi-komplekset av eukaryoter og består av binding av proteiner til karbohydratdelen gjennom en glykosidisk binding mellom -OH-gruppen i en aminosyrerest av serin eller treonin og det anomere karbon..
Dannelsen av disse bindingene mellom karbohydrater og hydroksyprolin og hydroksylysinrester og med fenolgruppen av tyrosinrester har også blitt observert..
N-glykosidbindinger er de vanligste blant glykosylerte proteiner. N-glykosylering forekommer hovedsakelig i endoplasmatisk retikulum av eukaryoter, med påfølgende modifikasjoner som kan forekomme i Golgi-komplekset.
N-glykosylering avhenger av tilstedeværelsen av konsensus-sekvensen Asn-Xxx-Ser / Thr. Den glykosidiske bindingen oppstår mellom amidnitrogenet i sidekjeden til asparaginrestene og det anomere karbonet i sukkeret som binder seg til peptidkjeden..
Dannelsen av disse bindingene under glykosylering avhenger av et enzym kjent som oligosacaryltransferase, som overfører oligosakkaridene fra et dolicholfosfat til amidnitrogenet i asparaginrestene..
De forekommer også mellom proteiner og karbohydrater, de har blitt observert mellom peptider med N-terminale cysteiner og oligosakkarider. Peptider med denne typen kobling ble opprinnelig isolert fra proteiner i human urin og erytrocytter bundet til glukoseoligosakkarider..
De ble observert for første gang som en posttranslasjonell modifisering (glykosylering) i en tryptofanrest i RNase 2 tilstede i human urin og i RNase 2 av erytrocytter. En mannose binder seg til karbonet i posisjon 2 i indolkjernen til aminosyren gjennom en C-glukosidbinding.
Begrepet glykosid brukes til å beskrive hvilket som helst sukker hvis anomere gruppe er erstattet av en gruppe -OR (O-glykosider), -SR (tioglykosider), -SeR (selenoglykosider), -NR (N-glykosider eller glukosaminer) eller til og med -CR (C-glukosider).
De kan navngis på tre forskjellige måter:
(1) å erstatte terminalen "-o" for navnet på den tilsvarende sykliske formen av monosakkaridet med "-ido" og før du skriver, som et annet ord, navnet på den substituerende R-gruppen.
(2) ved å bruke betegnelsen "glykosyloksy" som et prefiks for monosakkaridnavnet.
(3) bruker begrepet ELLER-glykosyl, N-glykosyl, S-glykosyl eller C-glykosyl som et prefiks for navnet på hydroksyforbindelsen.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.