SIALĪNSKĀBE: STRUKTŪRA, FUNKCIJAS UN SLIMĪBAS - BIOLOĢIJA - 2025

The sialic acids ir monosaharīdi deviņas oglekļa atomi. Tie pieder pie neiroskābes atvasinājumu (5-amino-3,5-dideoksi-D-glicerind-D-galakto-nonulosonic skābe) saimes un ir plaši izplatīti dabā, īpaši dzīvnieku valstībā.

Parasti tās nenotiek kā brīvas molekulas, bet ar α-glikozīdu saitēm ir saistītas ar ogļhidrātu molekulām vai citām siālskābes molekulām, un pēc tam tās var aizņemt terminālu vai iekšēju pozīciju lineārā ogļhidrātu ķēdē.

Sialīnskābes molekulas shēma (Avots: Lietotājs: glikoforma caur Wikimedia Commons)

Terminu "sialic acid" pirmo reizi izgudroja Gunars Bliks 1957. gadā, lai gan iepriekšējie citu pētnieku ziņojumi norāda, ka viņu atklājumi meklējami desmit gadus vai divus iepriekš, kad tie tika aprakstīti kā sialo mucīna glikoproteīnu un sialo sialo sfingolipīdu (gangliozīdu) sastāvdaļa. .

Sialīnskābes ir sastopamas daudzās dabas valstībās. Tie ir atklāti dažos vīrusos, patogēnās baktērijās, vienšūņos, vēžveidīgajos, plakanās tārpus, kukaiņos un mugurkaulniekos, piemēram, zivīs, abiniekos, putnos un zīdītājos. Gluži pretēji, tie nav atrasti sēnēs, aļģēs vai augos.

Uzbūve

Sialīnskābes galvenokārt atrodas virsmas glikoproteīnu un glikolipīdu gala daļā, nodrošinot šiem glikokonjugātiem lielu dažādību. Diferenciālie "siaializācijas" modeļi ir audiem specifisku glikoziltransferāžu (sialyltransferase) ekspresijas produkti.

Strukturāli sialīnskābes pieder apmēram 40 dabisko neuramīnskābes atvasinājumu saimei, kas ir N-acilēti, radot divas “mātes” struktūras: N-acetilneuramīnskābi (Neu5Ac) vai N-glikolilneuramīnskābi (Neu5Gc). .

Tās strukturālās īpašības ietver aminogrupas (ko var modificēt) klātbūtne 5. pozīcijā un karboksilgrupas klātbūtne 1. pozīcijā, kuru var jonizēt pie fizioloģiskā pH. Dezoksigenēts C-3 ogleklis un glicerīna molekula C-6 pozīcijā.

Sialīnskābes molekulas shēma ar oglekļa atomu uzskaitījumu (Avots: Lietotājs: glycorm, izmantojot Wikimedia Commons)

Daudzi atvasinājumi rodas, aizvietojot hidroksilgrupas C-4, C-7, C-8 un C-9 pozīcijās ar acetil-, glikola, laktil-, metil-, sulfāta un fosfāta porcijām; kā arī divkāršo saišu ieviešana starp C-2 un C-3.

Sialīnskābes daļas pievienošana oligosaharīdu ķēdei lineārā terminālā ir saistīta ar α-glikozīda saiti starp siālskābes C-2 anomēru oglekļa hidroksilgrupu un C-3, C-oglekļa hidroksilgrupām. Monosaharīdu porcijas 4 vai C-6.

Šīs saites var būt starp galaktozes atlikumiem, N-acetilglikozamīnu, N-acetilgalaktozamīnu un dažos atsevišķos gangliozīdos - glikozi. Tās var rasties caur N-glikozīdiskām vai O-glikozīdiskām saitēm.

Iespējas

Tiek uzskatīts, ka sialīnskābes palīdz parazītu organismiem izdzīvot saimniekorganismā; to piemēri ir zīdītāju patogēni, kas ražo siālskābes metabolisma enzīmus (sialidāzes vai N-acetilneuramīna līzes).

Nav nevienas zīdītāju sugas, par kuru sialskābju klātbūtni nav ziņots kā par daļu no glikoproteīniem, seruma, gļotādas glikoproteīniem, kā daļu no šūnu virsmas struktūras vai kā kompleksu ogļhidrātu daļu.

Tie ir atrodami skābos oligosaharīdos cilvēku, liellopu, aitu, suņu un cūku pienā un jaunpienā, kā arī žurku un cilvēku urīna sastāvā.

Loma šūnu adhēzijas procesos

Glikokonjugātiem ar siālskābes grupām ir svarīga loma informācijas apmaiņas procesos starp kaimiņu šūnām un starp šūnām un to vidi.

Sialīnskābes klātbūtne šūnu membrānās veicina negatīva lādiņa izveidošanos uz virsmas, kam ir pozitīvas sekas dažos elektrostatiskās atgrūšanās gadījumos starp šūnām un dažām molekulām.

Turklāt negatīvais lādiņš piešķir membrānā esošajām siāliskābēm lomu pozitīvi lādētu jonu transportēšanā.

Jau ziņots, ka endiāla un epitēlija saistīšanos ar glomerulārā pamata membrānu veicina siālskābe, un tas ietekmē arī kontaktu starp šīm šūnām.

Loma asins šūnu komponentos

Sialīnskābei ir svarīga funkcija kā glikoforīna A daļai eritrocītu plazmas membrānā. Daži pētījumi ir parādījuši, ka sialīnskābes saturs ir apgriezti proporcionāls šo šūnu vecumam.

Eritrocīti, kas apstrādāti ar neuraminidāzes fermentiem un ir atbildīgi par siālskābes sadalīšanos, krasi samazina to eliminācijas pusperiodu asinsritē no 120 dienām līdz dažām stundām. Tas pats gadījums tika novērots ar trombocītiem.

Trombocīti zaudē saķeri un agregācijas spēju, ja virszemes olbaltumvielās nav sialīnskābes. Limfocītos sialskābei ir liela nozīme arī šūnu adhēzijas un atpazīšanas procesos, kā arī mijiedarbībā ar virsmas receptoriem.

Funkcijas imūnsistēmā

Imūnsistēma spēj atšķirt savas struktūras vai iebrūkošās struktūras, pamatojoties uz membrānās esošo siālskābes struktūru atpazīšanu.

Sialīnskābei, kā arī fermentiem neuraminidāzei un sialiltransferāzei piemīt svarīgas regulējošās īpašības. Sialīnskābes gala daļām plazmas membrānas glikokonjugātos ir maskēšanas funkcijas vai kā membrānas receptori.

Turklāt dažādi autori ir izvirzījuši iespēju, ka sialskābei ir antigēnas funkcijas, taču tas vēl nav precīzi zināms. Tomēr siālskābes atlikumu maskēšanas funkcijas ir ļoti svarīgas šūnu regulēšanā.

Maskēšanai var būt tieša vai netieša aizsargājoša loma atkarībā no tā, vai sialskābes daļa tieši pārklāj antigēno ogļhidrātu atlikumus, vai arī tā ir sialskābe blakus esošajā glikokonjugātā, kas maskē antigēno daļu.

Dažām antivielām ir Neu5Ac atlikumi, kas uzrāda vīrusu neitralizējošas īpašības, jo šie imūnglobulīni spēj novērst vīrusu adhēziju tikai ar konjugātiem (glikokonjugātiem ar sialskābes porcijām) uz šūnu membrānas.

Citas funkcijas

Zarnu traktā sialskābēm ir vienlīdz svarīga loma, jo tās ir daļa no mucīniem, kuriem ir eļļojošas un aizsargājošas īpašības, kas ir svarīgas visam organismam.

Turklāt siālas skābes atrodas arī bronhu, kuņģa un zarnu epitēlija šūnu membrānās, kur tās ir iesaistītas transportēšanā, sekrēcijā un citos vielmaiņas procesos.

Slimības

Ir zināms, ka daudzas slimības var izraisīt sialīnskābes metabolisma traucējumus, un tās sauc par sialidozi. Starp visizcilākajām ir sialurija un Sallas slimība, kam raksturīga urīna izdalīšanās ar lielu daudzumu brīvo sialīnskābju.

Citas imunoloģiska rakstura slimības ir saistītas ar anabolisko un katabolisko enzīmu izmaiņām, kas saistītas ar siālskābes metabolismu, un kas izraisa glikokonjugātu pārmērīgu uzkrāšanos ar sialskābes porcijām.

Ir zināmas arī dažas slimības, kas saistītas ar asins faktoriem, piemēram, trombocitopēnija, kas sastāv no trombocītu līmeņa pazemināšanās asinīs, ko, iespējams, izraisa siālskābes trūkums membrānā.

Von Vilebranda slimība atbilst trombocītu adhēzijas spējas trūkumam ar asinsvadu sienas subendoteliālās membrānas glikokonjugātiem, ko izraisa trūkumi vai nepilnības glikozilācijā vai sialilācijā.

Glanzmana trombastēnija ir vēl viens iedzimts trombocītu agregācijas traucējums, kura sakne ir bojātu glikoproteīnu klātbūtne trombocītu membrānā. Ir pierādīts, ka šo glikoproteīnu defekti ir saistīti ar samazinātu Neu5Ac saturu.

Atsauces

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organiskā ķīmija (1. red.). Ņujorka: Oxford University Press.
2. Demčenko, AV (2008). Ķīmiskās glikozilācijas rokasgrāmata: Stereoselektivitātes un terapeitiskās nozīmības sasniegumi. Vileijs-VČ.
3. Rozenbergs, A. (1995). Sialīnskābju bioloģija. Ņujorka: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Sialic Acids: Ķīmija, metabolisms un darbība. Springer-Verlag Wien Ņujorka.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Sialīnskābju struktūra, funkcijas un metabolisms. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences, 54, 1330–1349.