Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Сіалові кислоти — клас альфа-кетокислотних вуглеводів з дев'ятьма вуглецевими атомами в ланцюгу . Термін «сіалова кислота» (від грецького «слина», σίαλον — síalon) вперше був введений шведським біохіміком Гуннаром Бліксом у 1952 році. Найпоширенішим представником цієї групи є N-ацетилнейрамінова кислота, виявлена в тварин і деяких прокаріотів, яку ще називають сіаловою кислотою.
Сіалові кислоти широко поширені в тканинах тварин, а споріднені форми зустрічаються і в інших організмах, таких як деякі мікроводорості, бактерії та археї. Сіалові кислоти зазвичай входять до складу глікопротеїнів, гліколіпідів або гангліозидів, де вони декорують кінці вуглецевих ланцюгів на поверхні клітин або розчинних білків. Вони також спостерігалися в ембріонах дрозофіли та деяких інших комах. Рослини, як правило, не містять сіалових кислот.
У людей головний мозок має найвищий вміст сіалових кислот, де ці кислоти відіграють важливу роль у нервовій передачі та структурі гангліозидів у синаптогенезі. Відомо понад 50 видів сіалової кислоти, всі з яких можна отримати з молекули заміщенням її аміногрупи чи одної з її гідроксильних груп. Зазвичай аміногрупа з'єднується з ацетильною або гліколільною, але були описані й інші модифікації. Показано, що ці модифікації разом із зв’язками є тканиноспецифічними та регульованими експресіями розвитку, тому деякі з них зустрічаються лише на певних типах глікокон’югатів у конкретних клітинах. Гідроксильні групи можуть з'єднуватися з різноманітними замісникамии; так, знайдено ацетильну, лактильну, метильну, сульфатну і фосфатну групи.
Структура
Сімейство сіалових кислот включає цілий ряд похідних нейрамінової кислоти, але ці кислоти рідко зустрічаються у вільному вигляді. Зазвичай їх можна знайти як компоненти олігосахаридних ланцюгів муцинів, глікопротеїнів і гліколіпідів, які займають кінцеві, невідновлюючі позиції складних вуглеводів як на зовнішніх, так і на внутрішніх мембранах, де вони відкриті та виконують важливі функції.
Нумерація структури сіалової кислоти починається з карбоксильного атому вуглецю. Конфігурація, в якій карбоксилат-аніон знаходиться в аксіальному положенні, є α-аномером.
Альфа-аномер - це форма, яка виникає, коли сіалова кислота зв'язується з гліканами. Однак у розчині вона переважно (понад 90%) знаходиться в бета-аномерній формі. Було виявлено бактеріальний фермент із мутаротазною активністю сіалової кислоти, NanM, який здатний швидко врівноважувати розчини сіалової кислоти до рівноважного положення спокою приблизно 90% бета/10% альфа.
На відміну від інших тварин люди генетично не здатні виробляти варіант сіалової кислоти N-гліколілнейрамінову кислоту (Neu5Gc). Виявлені в тканинах людини невеликі кількості Neu5Gc можуть бути привнесені з екзогенних (харчових) джерел.
Біосинтез
Сіалова кислота синтезується глюкозамін-6-фосфатом і ацетил-КоА через трансферазу, в результаті чого утворюється N -ацетилглюкозамін-6-P. Ця сполука перетворюється на N -ацетилманнозамін-6-P шляхом епімеризації, який реагує з фосфоенолпіруватом, утворюючи N -ацетилнейрамін-9-P (сіалова кислота). Щоб вона стала активною для участі в процесі біосинтезу олігосахаридів у клітині додається монофосфатнуклеозид, який походить із цитидинтрифосфату, перетворюючи сіалову кислоту на цитидинмонофосфат-сіалову кислоту (CMP-сіалова кислота). Ця сполука синтезується в ядрі тваринної клітини.
У бактеріальних системах сіалові кислоти також можуть біосинтезуватися альдолазою. Цей фермент використовує, наприклад, похідне манози як субстрат, вставляючи три атоми вуглецю з пірувату в отриману структуру сіалової кислоти. Ці ферменти можуть бути використані для похідних сіалової кислоти.
Метаболізм
Синтез і розпад сіалової кислоти відбуваються в різних відділах клітини. Синтез починається в цитозолі, де N -ацетилманнозамін 6 фосфат і фосфоенолпіруват утворюють сіалову кислоту. Пізніше фосфат Neu5Ac 9 активується в ядрі за допомогою залишку цитидинмонофосфату (CMP) через CMP-Neu5Ac синтазу. Хоча зв’язок між сіаловою кислотою та іншими сполуками має тенденцію бути α-зв’язуванням, цей специфічний зв’язок є єдиним, який є β-зв’язком. Потім CMP-Neu5Ac транспортується до ендоплазматичного ретикулуму або комплексу Гольджі, де він може бути перенесений до олігосахаридного ланцюга, перетворюючись на новий глікокон’югат. Цей зв'язок може бути модифікований О - ацетилюванням або О - метилюванням. Коли глікокон'югат дозріє, він транспортується на поверхню клітини.
Сіалідаза є одним з найважливіших ферментів катаболізму сіалової кислоти. Це може викликати видалення залишків сіалової кислоти з клітинної поверхні або сіалоглікокон'югатів сироватки. Зазвичай у вищих тварин глікокон'югати, які схильні до деградації, захоплюються ендоцитозом. Після злиття пізньої ендосоми з лізосомою лізосомальні сіалідази видаляють залишки сіалової кислоти. Активність цих сіалідаз заснована на видаленні O-ацетильних груп. Через мембрану лізосоми вільні молекули сіалової кислоти транспортуються в цитозоль. Там їх можна переробити та знову активувати, щоб утворити ще одну зароджувану молекулу глікокон’югату в апараті Гольджі. Сіалові кислоти також можуть розкладатися до ацилманнозаміну та пірувату за допомогою цитозольного ферменту ацилневрамінат-ліази.
Деякі важкі захворювання можуть залежати від наявності або відсутності певних ферментів, пов'язаних з метаболізмом сіалової кислоти. Сіалідоз і дефіцит сіалової кислоти з мутаціями в гені NANS можуть бути прикладами цього типу розладу.
Хвороби
З сіаловими кислотами пов'язана низка різних захворювань, що спостерігаються у людей.
Дефіцит сіалової кислоти з мутаціями в гені NANS
Двоалельні рецесивні мутації в гені синтезу сіалової кислоти, синтази N-ацетилнейрамінової кислоти ( NANS ), у людей можуть призвести до важкого захворювання, що супроводжується інтелектуальною недостатністю та низьким зростом, що підкреслює важливість сіалової кислоти для розвитку мозку. Терапевтичні дослідження з короткочасним прийманням сіалової кислоти внутрішньо не продемонстрували помітного сприятливого впливу на біохімічні параметри
Хвороба Салла
Хвороба Салла є надзвичайно рідкісним захворюванням, яке вважається найлегшою формою порушень накопичення вільної сіалової кислоти, хоча її дитяча форма вважається агресивним варіантом і люди, які страждають на неї, мають розумову відсталість. Це аутосомно-рецесивний розлад, спричинений мутацією 6-ї хромосоми. В основному впливає на нервову систему і спричинене порушенням накопичення в лізосомах, яке виникає внаслідок дефіциту специфічного носія сіалової кислоти, розташованого на мембрані лізосоми. Наразі не існує ліків від цієї хвороби та її лікування підтримувальне, зосереджене на контролі симптомів.
Грип
Усі штами вірусу грипу А потребують сіалової кислоти для зв’язування з клітинами. Існують різні форми сіалових кислот, які мають різну спорідненість із різновидом вірусу грипу А. Ця різноманітність є важливим фактом, котрий визначає, які види можуть бути заражені. Коли певний вірус грипу А розпізнається рецептором сіалової кислоти, клітина має тенденцію до ендоцитозу вірусу, що призводить до інфікування.
Примітки
- Varki, Ajit; Roland Schauer (2008). Sialic Acids. in Essentials of Glycobiology. Cold Spring Harbor Press. с. Ch. 14. ISBN .
- Wagstaff, Ben (2018). Identification of a Kdn biosynthesis pathway in the haptophyte Prymnesium parvum suggests widespread sialic acid biosynthesis among microalgae. Journal of Biological Chemistry. 293 (42): 16277—16290. doi:10.1074/jbc.RA118.004921. PMC 6200933. PMID 30171074.
- Ajit, Varki (2017). Sialic Acids and Other Nonulosonic Acids. Sialic acids and other nonulosonic acids." Essentials of Glycobiology. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
- Kleikamp, Hugo (2020). Tackling the chemical diversity of microbial nonulosonic acids – a universal large-scale survey approach. Chemical Science. 11 (11): 3074—3080. doi:10.1039/c9sc06406k. PMC 8157484. PMID 34122812.
- Mandal, C. (1990). Sialic acid binding lectins. Experientia. 46 (5): 433—441. doi:10.1007/BF01954221. PMID 2189746. S2CID 27075067.
- Wang, B.; Brand-Miller, J. (2003). The role and potential of sialic acid in human nutrition. European Journal of Clinical Nutrition. 57 (11): 1351—1369. doi:10.1038/sj.ejcn.1601704. PMID 14576748.
- Tangvoranuntakul, Pam (14 жовтня 2003). Human uptake and incorporation of an immunogenic nonhuman dietary sialic acid. PNAS. 100 (21): 12045—12050. Bibcode:2003PNAS..10012045T. doi:10.1073/pnas.2131556100. PMC 218710. PMID 14523234.
- Fulcher CA, "MetaCyc Chimeric Pathway: superpathway of sialic acid and CMP-sialic acid biosynthesis", "MetaCyc, March 2009"
- Warren, Leonard; Felsenfeld, Herbert (1962). The Biosynthesis of Sialic Acids (PDF). The Journal of Biological Chemistry. 237 (5): 1421. doi:10.1016/S0021-9258(19)83718-3.
- Hai Yu; Harshal Chokhawala; Shengshu Huang; Xi Chen (2006). One-pot three-enzyme chemoenzymatic approach to the synthesis of sialosides containing natural and non-natural functionalities. Nature Protocols. 1 (5): 2485—2492. doi:10.1038/nprot.2006.401.
- Traving, C.; Schauer, R. (1998). Structure, function and metabolism of sialic acids. Cellular and Molecular Life Sciences. 54 (12): 1330—1349. doi:10.1007/s000180050258. PMC 7082800. PMID 9893709.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Sialovi kisloti klas alfa ketokislotnih vuglevodiv z dev yatma vuglecevimi atomami v lancyugu Termin sialova kislota vid greckogo slina sialon sialon vpershe buv vvedenij shvedskim biohimikom Gunnarom Bliksom u 1952 roci Najposhirenishim predstavnikom ciyeyi grupi ye N acetilnejraminova kislota viyavlena v tvarin i deyakih prokariotiv yaku she nazivayut sialovoyu kislotoyu Strukturna formula nejraminovoyi kisloti N abo O zamisheni pohidni yakoyi utvoryuyut bilshist sialovih kislot 3D zobrazhennya molekuli nejraminovoyi kisloti Sialovi kisloti shiroko poshireni v tkaninah tvarin a sporidneni formi zustrichayutsya i v inshih organizmah takih yak deyaki mikrovodorosti bakteriyi ta arheyi Sialovi kisloti zazvichaj vhodyat do skladu glikoproteyiniv glikolipidiv abo gangliozidiv de voni dekoruyut kinci vuglecevih lancyugiv na poverhni klitin abo rozchinnih bilkiv Voni takozh sposterigalisya v embrionah drozofili ta deyakih inshih komah Roslini yak pravilo ne mistyat sialovih kislot U lyudej golovnij mozok maye najvishij vmist sialovih kislot de ci kisloti vidigrayut vazhlivu rol u nervovij peredachi ta strukturi gangliozidiv u sinaptogenezi Vidomo ponad 50 vidiv sialovoyi kisloti vsi z yakih mozhna otrimati z molekuli zamishennyam yiyi aminogrupi chi odnoyi z yiyi gidroksilnih grup Zazvichaj aminogrupa z yednuyetsya z acetilnoyu abo glikolilnoyu ale buli opisani j inshi modifikaciyi Pokazano sho ci modifikaciyi razom iz zv yazkami ye tkaninospecifichnimi ta regulovanimi ekspresiyami rozvitku tomu deyaki z nih zustrichayutsya lishe na pevnih tipah glikokon yugativ u konkretnih klitinah Gidroksilni grupi mozhut z yednuvatisya z riznomanitnimi zamisnikamii tak znajdeno acetilnu laktilnu metilnu sulfatnu i fosfatnu grupi StrukturaSimejstvo sialovih kislot vklyuchaye cilij ryad pohidnih nejraminovoyi kisloti ale ci kisloti ridko zustrichayutsya u vilnomu viglyadi Zazvichaj yih mozhna znajti yak komponenti oligosaharidnih lancyugiv muciniv glikoproteyiniv i glikolipidiv yaki zajmayut kincevi nevidnovlyuyuchi poziciyi skladnih vuglevodiv yak na zovnishnih tak i na vnutrishnih membranah de voni vidkriti ta vikonuyut vazhlivi funkciyi Numeraciya strukturi sialovoyi kisloti pochinayetsya z karboksilnogo atomu vuglecyu Konfiguraciya v yakij karboksilat anion znahoditsya v aksialnomu polozhenni ye a anomerom Alfa anomer ce forma yaka vinikaye koli sialova kislota zv yazuyetsya z glikanami Odnak u rozchini vona perevazhno ponad 90 znahoditsya v beta anomernij formi Bulo viyavleno bakterialnij ferment iz mutarotaznoyu aktivnistyu sialovoyi kisloti NanM yakij zdatnij shvidko vrivnovazhuvati rozchini sialovoyi kisloti do rivnovazhnogo polozhennya spokoyu priblizno 90 beta 10 alfa Na vidminu vid inshih tvarin lyudi genetichno ne zdatni viroblyati variant sialovoyi kisloti N glikolilnejraminovu kislotu Neu5Gc Viyavleni v tkaninah lyudini neveliki kilkosti Neu5Gc mozhut buti privneseni z ekzogennih harchovih dzherel BiosintezSialova kislota sintezuyetsya glyukozamin 6 fosfatom i acetil KoA cherez transferazu v rezultati chogo utvoryuyetsya N acetilglyukozamin 6 P Cya spoluka peretvoryuyetsya na N acetilmannozamin 6 P shlyahom epimerizaciyi yakij reaguye z fosfoenolpiruvatom utvoryuyuchi N acetilnejramin 9 P sialova kislota Shob vona stala aktivnoyu dlya uchasti v procesi biosintezu oligosaharidiv u klitini dodayetsya monofosfatnukleozid yakij pohodit iz citidintrifosfatu peretvoryuyuchi sialovu kislotu na citidinmonofosfat sialovu kislotu CMP sialova kislota Cya spoluka sintezuyetsya v yadri tvarinnoyi klitini U bakterialnih sistemah sialovi kisloti takozh mozhut biosintezuvatisya aldolazoyu Cej ferment vikoristovuye napriklad pohidne manozi yak substrat vstavlyayuchi tri atomi vuglecyu z piruvatu v otrimanu strukturu sialovoyi kisloti Ci fermenti mozhut buti vikoristani dlya pohidnih sialovoyi kisloti MetabolizmSintez i rozpad sialovoyi kisloti vidbuvayutsya v riznih viddilah klitini Sintez pochinayetsya v citozoli de N acetilmannozamin 6 fosfat i fosfoenolpiruvat utvoryuyut sialovu kislotu Piznishe fosfat Neu5Ac 9 aktivuyetsya v yadri za dopomogoyu zalishku citidinmonofosfatu CMP cherez CMP Neu5Ac sintazu Hocha zv yazok mizh sialovoyu kislotoyu ta inshimi spolukami maye tendenciyu buti a zv yazuvannyam cej specifichnij zv yazok ye yedinim yakij ye b zv yazkom Potim CMP Neu5Ac transportuyetsya do endoplazmatichnogo retikulumu abo kompleksu Goldzhi de vin mozhe buti perenesenij do oligosaharidnogo lancyuga peretvoryuyuchis na novij glikokon yugat Cej zv yazok mozhe buti modifikovanij O acetilyuvannyam abo O metilyuvannyam Koli glikokon yugat dozriye vin transportuyetsya na poverhnyu klitini Sialidaza ye odnim z najvazhlivishih fermentiv katabolizmu sialovoyi kisloti Ce mozhe viklikati vidalennya zalishkiv sialovoyi kisloti z klitinnoyi poverhni abo sialoglikokon yugativ sirovatki Zazvichaj u vishih tvarin glikokon yugati yaki shilni do degradaciyi zahoplyuyutsya endocitozom Pislya zlittya piznoyi endosomi z lizosomoyu lizosomalni sialidazi vidalyayut zalishki sialovoyi kisloti Aktivnist cih sialidaz zasnovana na vidalenni O acetilnih grup Cherez membranu lizosomi vilni molekuli sialovoyi kisloti transportuyutsya v citozol Tam yih mozhna pererobiti ta znovu aktivuvati shob utvoriti she odnu zarodzhuvanu molekulu glikokon yugatu v aparati Goldzhi Sialovi kisloti takozh mozhut rozkladatisya do acilmannozaminu ta piruvatu za dopomogoyu citozolnogo fermentu acilnevraminat liazi Deyaki vazhki zahvoryuvannya mozhut zalezhati vid nayavnosti abo vidsutnosti pevnih fermentiv pov yazanih z metabolizmom sialovoyi kisloti Sialidoz i deficit sialovoyi kisloti z mutaciyami v geni NANS mozhut buti prikladami cogo tipu rozladu HvorobiZ sialovimi kislotami pov yazana nizka riznih zahvoryuvan sho sposterigayutsya u lyudej Deficit sialovoyi kisloti z mutaciyami v geni NANS Dvoalelni recesivni mutaciyi v geni sintezu sialovoyi kisloti sintazi N acetilnejraminovoyi kisloti NANS u lyudej mozhut prizvesti do vazhkogo zahvoryuvannya sho suprovodzhuyetsya intelektualnoyu nedostatnistyu ta nizkim zrostom sho pidkreslyuye vazhlivist sialovoyi kisloti dlya rozvitku mozku Terapevtichni doslidzhennya z korotkochasnim prijmannyam sialovoyi kisloti vnutrishno ne prodemonstruvali pomitnogo spriyatlivogo vplivu na biohimichni parametri Hvoroba Salla Hvoroba Salla ye nadzvichajno ridkisnim zahvoryuvannyam yake vvazhayetsya najlegshoyu formoyu porushen nakopichennya vilnoyi sialovoyi kisloti hocha yiyi dityacha forma vvazhayetsya agresivnim variantom i lyudi yaki strazhdayut na neyi mayut rozumovu vidstalist Ce autosomno recesivnij rozlad sprichinenij mutaciyeyu 6 yi hromosomi V osnovnomu vplivaye na nervovu sistemu i sprichinene porushennyam nakopichennya v lizosomah yake vinikaye vnaslidok deficitu specifichnogo nosiya sialovoyi kisloti roztashovanogo na membrani lizosomi Narazi ne isnuye likiv vid ciyeyi hvorobi ta yiyi likuvannya pidtrimuvalne zoseredzhene na kontroli simptomiv Grip Usi shtami virusu gripu A potrebuyut sialovoyi kisloti dlya zv yazuvannya z klitinami Isnuyut rizni formi sialovih kislot yaki mayut riznu sporidnenist iz riznovidom virusu gripu A Cya riznomanitnist ye vazhlivim faktom kotrij viznachaye yaki vidi mozhut buti zarazheni Koli pevnij virus gripu A rozpiznayetsya receptorom sialovoyi kisloti klitina maye tendenciyu do endocitozu virusu sho prizvodit do infikuvannya PrimitkiVarki Ajit Roland Schauer 2008 Sialic Acids in Essentials of Glycobiology Cold Spring Harbor Press s Ch 14 ISBN 9780879697709 Wagstaff Ben 2018 Identification of a Kdn biosynthesis pathway in the haptophyte Prymnesium parvum suggests widespread sialic acid biosynthesis among microalgae Journal of Biological Chemistry 293 42 16277 16290 doi 10 1074 jbc RA118 004921 PMC 6200933 PMID 30171074 Ajit Varki 2017 Sialic Acids and Other Nonulosonic Acids Sialic acids and other nonulosonic acids Essentials of Glycobiology Cold Spring Harbor Laboratory Press Kleikamp Hugo 2020 Tackling the chemical diversity of microbial nonulosonic acids a universal large scale survey approach Chemical Science 11 11 3074 3080 doi 10 1039 c9sc06406k PMC 8157484 PMID 34122812 Mandal C 1990 Sialic acid binding lectins Experientia 46 5 433 441 doi 10 1007 BF01954221 PMID 2189746 S2CID 27075067 Wang B Brand Miller J 2003 The role and potential of sialic acid in human nutrition European Journal of Clinical Nutrition 57 11 1351 1369 doi 10 1038 sj ejcn 1601704 PMID 14576748 Tangvoranuntakul Pam 14 zhovtnya 2003 Human uptake and incorporation of an immunogenic nonhuman dietary sialic acid PNAS 100 21 12045 12050 Bibcode 2003PNAS 10012045T doi 10 1073 pnas 2131556100 PMC 218710 PMID 14523234 Fulcher CA MetaCyc Chimeric Pathway superpathway of sialic acid and CMP sialic acid biosynthesis MetaCyc March 2009 Warren Leonard Felsenfeld Herbert 1962 The Biosynthesis of Sialic Acids PDF The Journal of Biological Chemistry 237 5 1421 doi 10 1016 S0021 9258 19 83718 3 Hai Yu Harshal Chokhawala Shengshu Huang Xi Chen 2006 One pot three enzyme chemoenzymatic approach to the synthesis of sialosides containing natural and non natural functionalities Nature Protocols 1 5 2485 2492 doi 10 1038 nprot 2006 401 Traving C Schauer R 1998 Structure function and metabolism of sialic acids Cellular and Molecular Life Sciences 54 12 1330 1349 doi 10 1007 s000180050258 PMC 7082800 PMID 9893709