legături glicozidice Sunt legăturile covalente care apar între zaharuri (carbohidrați) și alte molecule, care pot fi alte monozaharide sau alte molecule de natură diversă. Aceste legături fac posibilă existența mai multor componente fundamentale pentru viață, nu numai în formarea combustibililor de rezervă și a elementelor structurale, ci și a moleculelor purtătoare de informații esențiale pentru comunicarea celulară..
Formarea polizaharidelor depinde în mod fundamental de stabilirea legăturilor glicozidice între grupurile alcool libere sau hidroxil ale unităților monozaharide individuale..
Cu toate acestea, unele polizaharide complexe conțin zaharuri modificate care sunt atașate la molecule mici sau grupuri precum amino, sulfat și acetil prin legături glucozidice și care nu implică neapărat eliberarea unei molecule de apă printr-o reacție de condensare. Aceste modificări sunt foarte frecvente la glicanii prezenți în matricea extracelulară sau glocal..
Legăturile glicozidice apar în contexte celulare multiple, inclusiv unirea grupului capului polar al unor sfingolipide, constituenți esențiali ai membranelor celulare ale multor organisme și formarea glicoproteinelor și proteoglicanilor..
Polizaharide importante precum celuloză, chitină, agar, glicogen și amidon nu ar fi posibile fără legături glicozidice. De asemenea, glicozilarea proteinelor, care are loc în reticulul endoplasmatic și în complexul Golgi, are o importanță maximă pentru activitatea multor proteine..
Numeroase oligo- și polizaharide funcționează ca rezervoare de glucoză, ca componente structurale sau ca adezivi pentru atașarea celulelor în țesuturi..
Relația dintre legăturile glicozidice din oligozaharide este analogă cu cea a legăturilor peptidice din polipeptide și legăturile fosfodiesterice din polinucleotide, cu diferența că există o diversitate mai mare în legăturile glicozidice..
Indice articol
Legăturile glicozidice sunt mult mai variate decât analogii lor din proteine și acizi nucleici, deoarece, în principiu, orice două molecule de zahăr se pot uni între ele în multe feluri, deoarece au mai multe grupuri -OH care pot participa la formarea legăturii.
Mai mult, izomerii monozaharidelor, adică una dintre cele două orientări pe care gruparea hidroxil le poate avea în structura ciclică în raport cu carbonul anomeric, oferă un nivel suplimentar de diversitate..
Izomerii au structuri tridimensionale diferite, precum și activități biologice diferite. Celuloza și glicogenul constau în repetarea unităților D-glucoză, dar diferă în ceea ce privește tipul de legătură glicozidică (α1-4 pentru glicogen și β1-4 pentru celuloză) și, prin urmare, au proprietăți și funcții diferite..
Așa cum polipeptidele au o polaritate cu capătul N și C, iar polinucleotidele au capete 5 'și 3', oligo- sau polizaharidele au o polaritate definită de capetele reducătoare și non-reducătoare..
Capătul reducător are un centru anomeric liber care nu formează o legătură glicozidică cu o altă moleculă, păstrând astfel reactivitatea chimică a aldehidei.
Legătura glicozidică este cea mai flexibilă regiune a unei porțiuni oligo- sau polizaharidice, deoarece conformația structurală în șa a monozaharidelor individuale este relativ rigidă..
Legătura glicozidică poate uni două molecule de monozaharide prin carbonul anomeric al uneia și gruparea hidroxil a celeilalte. Adică, grupul hemiacetal al unui zahăr reacționează cu grupul alcool al altuia pentru a forma un acetal.
În general, formarea acestor legături are loc prin reacții de condensare, unde o moleculă de apă este eliberată cu fiecare legătură care se formează..
Cu toate acestea, în unele reacții, oxigenul nu părăsește molecula de zahăr ca apă, ci ca parte a grupului difosfat al unei nucleotide uridină difosfat..
Reacțiile care dau naștere legăturilor glicozidice sunt catalizate de o clasă de enzime cunoscute sub numele de glicoziltransferaze. Se formează între un zahăr modificat covalent prin adăugarea unei grupări fosfat sau a unei nucleotide (glucoză 6-fosfat, UDP-galactoză, de exemplu) care se leagă de lanțul polimeric în creștere.
Legăturile glicozidice pot fi ușor hidrolizate în medii ușor acide, dar sunt destul de rezistente la medii alcaline..
Hidroliza enzimatică a legăturilor glicozidice este mediată de enzime cunoscute sub numele de glicozidaze. Multe mamifere nu au aceste enzime pentru degradarea celulozei, deci nu sunt capabile să extragă energie din această polizaharidă, în ciuda faptului că sunt o sursă esențială de fibre.
Rumegătoarele, cum ar fi vacile, de exemplu, au bacterii asociate cu intestinele lor care produc enzime capabile să degradeze celuloza pe care o ingerează, ceea ce le face capabile să profite de energia conservată în țesuturile plantelor..
Enzima lizozimă, produsă în lacrimile ochiului și de unele virusuri bacteriene, este capabilă să distrugă bacteriile datorită activității sale hidrolitice, care rupe legătura glicozidică dintre N-acetilglucozamină și acidul N-acetilmuramic din peretele celular al bacteriilor..
Oligozaharidele, polizaharidele sau glicanii sunt molecule foarte diverse și acest lucru se datorează multiplelor moduri în care monozaharidele se pot lega împreună pentru a forma structuri de ordin superior.
Această diversitate se bazează pe faptul, așa cum s-a menționat mai sus, că zaharurile au grupări hidroxil care permit regiuni de legare diferite și că pot apărea legături între cei doi stereoizomeri posibili cu privire la carbonul anomeric al zahărului (α sau β)..
Legăturile glicozidice se pot forma între un zahăr și orice compus hidroxi, cum ar fi alcoolii sau aminoacizii.
În plus, o monozaharidă poate forma două legături glicozidice, deci poate servi drept punct ramificat, introducând complexitatea potențială în structura glicanilor sau a polizaharidelor din celule..
În ceea ce privește tipurile de legături glicozidice, se pot diferenția două categorii: legăturile glicozidice dintre monozaharide care constituie oligo- și polizaharide și legăturile glicozidice care apar în glicoproteine sau glicolipide, care sunt proteine sau lipide cu porțiuni de carbohidrați.
Legăturile O-glicozidice apar între monozaharide, sunt formate prin reacția dintre grupul hidroxil al unei molecule de zahăr și carbonul anomeric al altei.
Dzaharidele sunt una dintre cele mai frecvente oligozaharide. Polizaharidele au mai mult de 20 de unități monozaharide legate între ele într-un mod liniar și uneori au ramuri multiple..
În dizaharide precum maltoza, lactoza și zaharoza, cea mai comună legătură glicozidică este tipul O-glucozidic. Aceste legături pot apărea între carboni și -OH ale formelor izomerice α sau β..
Formarea legăturilor glucozidice în oligo- și polizaharide va depinde de natura stereochimică a zaharurilor care sunt unite, precum și de numărul lor de atomi de carbon. În general, pentru zaharurile cu 6 carboni, legăturile liniare apar între carbonii 1 și 4 sau 1 și 6.
Există două tipuri principale de O-glicozide care, în funcție de nomenclatură, sunt definite ca α și β sau 1,2-cis și 1.2-trans-glicozide.
Reziduuri 1,2-cis glicozilate, a-glicozide pentru D-glucoză, D-galactoză, L-fucoză, D-xiloză sau β-glicozide pentru D-manoză, L-arabinoză; precum și 1,2-trans (β-glicozidele pentru D-glucoză, D-galactoză și α-glicozide pentru D-manoză etc.), sunt de mare importanță pentru multe componente naturale.
Una dintre cele mai frecvente modificări post-translaționale este glicozilarea, care constă în adăugarea unei porțiuni de carbohidrați la o peptidă sau proteină în creștere. Mucinele, proteine secretoare, pot conține cantități mari de lanțuri oligozaharidice legate prin legături O-glucozidice..
Procesul de O-glicozilare are loc în complexul Golgi al eucariotelor și constă în legarea proteinelor la porțiunea de carbohidrați printr-o legătură glicozidică între grupul -OH al unui reziduu de aminoacizi de serină sau treonină și carbonul anomeric al zahărului..
A fost observată și formarea acestor legături între carbohidrați și resturi de hidroxiprolină și hidroxilizină și cu gruparea fenolică a reziduurilor de tirozină..
Legăturile N-glicozidice sunt cele mai frecvente printre proteinele glicozilate. N-glicozilarea are loc în principal în reticulul endoplasmatic al eucariotelor, cu modificările ulterioare care pot apărea în complexul Golgi.
N-glicozilarea depinde de prezența secvenței consens Asn-Xxx-Ser / Thr. Legătura glicozidică apare între azotul amidic al lanțului lateral al reziduurilor de asparagină și carbonul anomeric al zahărului care se leagă de lanțul peptidic..
Formarea acestor legături în timpul glicozilării depinde de o enzimă cunoscută sub numele de oligosacariltransferază, care transferă oligozaharidele dintr-un fosfat de dolichol în azotul amidic al reziduurilor de asparagină..
De asemenea, apar între proteine și carbohidrați, au fost observate între peptide cu cisteine N-terminale și oligozaharide. Peptidele cu acest tip de legătură au fost inițial izolate din proteinele din urina umană și eritrocitele legate de oligozaharidele de glucoză..
Aceștia au fost observați pentru prima dată ca o modificare post-translațională (glicozilare) într-un reziduu de triptofan în RNaza 2 prezentă în urina umană și în RNaza 2 a eritrocitelor. O manoză se leagă de carbon în poziția 2 a nucleului indol al aminoacidului printr-o legătură C-glucozidică.
Termenul glicozid este utilizat pentru a descrie orice zahăr a cărui grupare anomeră este înlocuită cu un grup -OR (O-glicozide), -SR (tioglicozide), -SeR (selenoglicozide), -NR (N-glicozide sau glucozamine) sau chiar -CR (C-glucozide).
Acestea pot fi denumite în trei moduri diferite:
(1) înlocuirea terminalului „-o” al denumirii formei ciclice corespunzătoare a monozaharidei cu „-ido” și înainte de a scrie, ca un cuvânt diferit, numele grupului R substituent.
(2) folosind termenul „glicoziloxi” ca prefix al denumirii de monozaharide.
(3) folosind termenul SAU-glicozil, N-glicozil, S-glicozil sau C-glicozil ca prefix pentru denumirea compusului hidroxi.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.