- Struktura
- Lastnosti
- Vloga v celičnih adhezijskih procesih
- Vloga v življenjski dobi komponent krvnih celic
- Delovanje imunskega sistema
- Druge funkcije
- Bolezni
- Reference
V sialične kisline so monosaharidi devet atomi ogljika. Spadajo v družino derivatov nevravinske kisline (5-amino-3,5-dideoksi-D-glicero-D-galakto-nonolonske kisline) in so v naravi široko razširjeni, zlasti v živalskem kraljestvu.
Običajno se ne pojavljajo kot proste molekule, ampak so povezane z α-glukozidnimi vezmi na molekule ogljikovih hidratov ali z drugimi molekulami sialne kisline in lahko nato zasedejo končne ali notranje položaje znotraj linearne ogljikohidratne verige.
Shema molekule sialne kisline (Vir: Uporabnik: glikoform prek Wikimedia Commons)
Izraz "sialna kislina" je Gunnar Blix prvič uvedel leta 1957, čeprav prejšnja poročila drugih raziskovalcev kažejo, da njihovo odkritje sega desetletje ali dve prej, ko so jih opisali kot del giaproteinov sialo mucina in sialo sialo sfingolipidov (gangliozidov). .
Sialne kisline so prisotne v večini kraljestev narave. Odkrili so jih pri nekaterih virusih, patogenih bakterijah, protozojih, rakih, ploščatih črvih, žuželkah in vretenčarjih, kot so ribe, dvoživke, ptice in sesalci. Nasprotno, niso jih našli v glivah, algah ali rastlinah.
Struktura
Sialne kisline se pojavljajo predvsem v končnem delu površinskih glikoproteinov in glikolipidov, kar zagotavlja veliko raznolikost tem glikokonjugatom. Diferencialni vzorci „sialilacije“ so proizvodi izražanja tkivno specifičnih glikoziltransferaz (sialiltransferaze).
Strukturno sialne kisline spadajo v družino približno 40 naravnih derivatov nevravinske kisline, ki so N-acilirani, kar povzroča dve "matični" strukturi: N-acetilnevraminsko kislino (Neu5Ac) ali N-glikolil nevravinsko kislino (Neu5Gc) .
Njegove strukturne značilnosti vključujejo prisotnost amino skupine (ki jo lahko spremenimo) na položaju 5 in karboksilne skupine na položaju 1, ki jo lahko ioniziramo pri fiziološkem pH. Deoksigeniran C-3 ogljik in molekula glicerola na položaju C-6.
Shema molekule sialne kisline s štetjem ogljikov (Vir: Uporabnik: glikoform prek Wikimedia Commons)
Številni derivati nastanejo pri zamenjavi hidroksilnih skupin na položajih C-4, C-7, C-8 in C-9 z deleži acetila, glikola, laktila, metila, sulfata in fosfata; kot tudi uvedba dvojnih vezi med C-2 in C-3.
V linearnem končnem položaju priključitev dela sialne kisline na oligosaharidno verigo vključuje α-glukozidno vez med hidroksilno skupino anomernega ogljika C-2 iz sialne kisline in hidroksilnimi skupinami C-3, C-ogljika. 4 ali C-6 dela monosaharida.
Te povezave so lahko med ostanki galaktoze, N-acetilglukozaminom, N-acetilgalaktozaminom in nekaterimi edinstvenimi gangliozidi, glukozo. Pojavijo se lahko skozi N-glikozidne ali O-glikozidne vezi.
Lastnosti
Šteje se, da sialna kislina pomaga parazitskim organizmom preživeti v gostiteljskem organizmu; primeri tega so povzročitelji sesalcev, ki proizvajajo encime za presnovo sialne kisline (sialidaze ali N-acetilneuraminski lizazi).
Ni nobenih vrst sesalcev, za katere ni bilo zabeleženo prisotnost sialnih kislin kot del glikoproteinov na splošno, glikoproteinov v serumu, sluznice, kot del celične površinske strukture ali kot del kompleksnih ogljikovih hidratov.
Najdemo jih v kislih oligosaharidih v mleku in kolostrumu ljudi, govedi, ovac, psov in prašičev, pa tudi kot del urina podgan in ljudi.
Vloga v celičnih adhezijskih procesih
Glikokonjugati z ostanki sialne kisline imajo pomembno vlogo pri procesih izmenjave informacij med sosednjimi celicami ter med celicami in njihovim okoljem.
Prisotnost sialne kisline v celičnih membranah prispeva k vzpostavitvi negativnega naboja na površini, kar ima pozitivne posledice pri nekaterih elektrostatičnih odbojnosti med celicami in nekaterimi molekulami.
Poleg tega negativni naboj daje sialnim kislinam v membrani vlogo pri transportu pozitivno nabitih ionov.
Poročalo se je, da je vezava endotelija in epitelija na baterijsko membrano glomerul omogočena s sialno kislino, kar vpliva tudi na stik med temi celicami.
Vloga v življenjski dobi komponent krvnih celic
Sialna kislina ima pomembne funkcije kot del glikoforina A v plazemski membrani eritrocitov. Nekatere raziskave so pokazale, da je vsebnost sialne kisline obratno sorazmerna starosti teh celic.
Eritrociti, zdravljeni z encimi neuraminidazo, ki so odgovorni za razgradnjo sialne kisline, njihovo razpolovno dobo v krvnem obtoku drastično zmanjšajo od 120 dni do nekaj ur. Isti primer so opazili pri trombocitih.
Trombociti izgubijo svojo adhezivno in agregacijsko sposobnost, če sialna kislina v površinskih beljakovinah ni. V limfocitih ima tudi sialna kislina pomembno vlogo pri celični adheziji in procesih prepoznavanja ter pri interakciji s površinskimi receptorji.
Delovanje imunskega sistema
Imunski sistem lahko razlikuje med lastnimi ali napadalnimi strukturami na podlagi prepoznavanja vzorcev sialne kisline, prisotnih v membranah.
Sialna kislina, pa tudi encima neuraminidaza in sialiltransferaza, imata pomembne regulativne lastnosti. Končni deli sialne kisline v glikokonjugatih plazemskih membran imajo funkcijo zakrivanja ali kot membranske receptorje.
Poleg tega so različni avtorji postavili možnost, da ima sialna kislina antigene funkcije, vendar to še ni znano z gotovostjo. Kljub temu pa so pri prilagajanju celic zelo pomembne prikrivalne funkcije ostankov sialne kisline.
Maskiranje ima lahko neposredno ali posredno zaščitno vlogo, odvisno od tega, ali del sialne kisline neposredno pokriva ostanek antigenih ogljikovih hidratov ali je sialna kislina v sosednjem glikokonjugatu, ki prikrije antigeni del.
Nekatera protitelesa imajo ostanke Neu5Ac, ki kažejo lastnosti, ki nevtralizirajo virus, saj so ti imunoglobulini sposobni preprečiti adhezijo virusov samo na konjugate (glikokonjugate z deli sialne kisline) na celični membrani.
Druge funkcije
V črevesnem traktu igrajo sialne kisline enako pomembno vlogo, saj so del mucinov, ki imajo mazalne in zaščitne lastnosti, bistvene za celoten organizem.
Poleg tega so sialne kisline prisotne tudi v membranah celic bronhialnega, želodčnega in črevesnega epitelija, kjer so vključene v transport, izločanje in druge presnovne procese.
Bolezni
Za številne bolezni je znano, da vključujejo nepravilnosti v presnovi sialne kisline in so znane kot sialidoza. Med najbolj izrazitimi sta sialurija in bolezen Salla, za katero je značilno izločanje urina z velikimi količinami prostih sialnih kislin.
Druge imunološke bolezni so povezane s spremembami anaboličnih in kataboličnih encimov, povezanih s presnovo sijalne kisline, ki povzročajo odkrito kopičenje glikokonjugatov s porcijami sialne kisline.
Znane so tudi nekatere bolezni, povezane s krvnimi dejavniki, na primer trombocitopenija, ki sestoji iz znižanja ravni trombocitov v krvi, ki ga verjetno povzroča pomanjkanje sialne kisline v membrani.
Von Willebrandova bolezen ustreza pomanjkljivosti sposobnosti trombocitov, da se držijo subendotelne membranske glikokonjugate stene krvnih žil, kar je posledica pomanjkljivosti ali pomanjkljivosti glikozilacije ali sialilacije.
Glanzmannova trombasthenija je še ena prirojena motnja agregacije trombocitov, katere korenina je prisotnost okvarjenih glikoproteinov v membrani trombocitov. Pokazalo se je, da so pomanjkljivosti teh glikoproteinov povezane z zmanjšano vsebnostjo Neu5Ac.
Reference
- Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organska kemija (1. izd.). New York: Oxford University Press.
- Demčenko, AV (2008). Priročnik o kemični glikozilaciji: napredek stereoselektivnosti in terapevtske ustreznosti. Wiley-VCH.
- Rosenberg, A. (1995). Biologija salnih kislin. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
- Schauer, R. (1982). Sialne kisline: kemija, presnova in delovanje. Springer-Verlag Wien New York.
- Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktura, delovanje in presnova sialnih kislin. Znanosti o celičnem in molekularnem življenju CMLS, 54, 1330–1349.