Нуклеотидный сахар - Nucleotide sugar

Нуклеотидные сахара - это активированные формы моносахаридов . Нуклеотидные сахара действуют как доноры гликозила в реакциях гликозилирования . Эти реакции катализируются группой ферментов, называемых гликозилтрансферазами .

История

Анаболизм олигосахаридов - и, следовательно, роль нуклеотидных сахаров - не был ясен до 1950-х годов, когда Лелуар и его коллеги обнаружили, что ключевыми ферментами в этом процессе являются гликозилтрансферазы. Эти ферменты переносят гликозильную группу от сахарного нуклеотида к акцептору.

Биологическое значение и энергетика

Чтобы действовать как доноры гликозила, эти моносахариды должны существовать в высокоэнергетической форме. Это происходит в результате реакции между нуклеозидтрифосфатом (NTP) и гликозилмонофосфатом (фосфатом на аномерном атоме углерода ). Недавнее открытие обратимости многих реакций, катализируемых гликозилтрансферазой, ставит под сомнение обозначение сахарных нуклеотидов как «активированных» доноров.

Активация моносахаридов

Типы

У человека есть девять сахарных нуклеотидов, которые действуют как доноры гликозила, и их можно классифицировать в зависимости от типа нуклеозида, образующего их:

  • Дифосфат уридина: UDP-α-D-Glc , UDP-α-D-Gal , UDP-α-D-GalNAc , UDP-α-D-GlcNAc , UDP-α-D-GlcA , UDP-α-D-Xyl
  • Гуанозиндифосфат: GDP-α-D-Man , GDP-β-L-Fuc.
  • Цитидинмонофосфат: CMP-β- D - Neu5Ac ; у человека это единственный нуклеотидный сахар в форме нуклеотидмонофосфата.
  • Цитидиндифосфат: ЦДФ- D - рибитол (т.е. CMP- [рибитолфосфат]); Хотя это и не сахар, фосфорилированный сахарный спирт рибитолфосфат включен в матригликан, как если бы он был моносахаридом.

В других формах жизни используется много других сахаров, и для них используются различные доноры. Все пять распространенных нуклеозидов используются где-то в природе в качестве основы для донора нуклеотидного сахара. Например, CDP-глюкоза и TDP-глюкоза дают начало различным другим формам нуклеотидов-доноров CDP и TDP-сахара.

Структуры

Ниже перечислены структуры некоторых нуклеотидных сахаров (по одному примеру каждого типа).

UDP-Gal CMP-NeuNAc ВВП-Человек
UDP-Gal CMP-Neu5Ac ВВП-Человек

Отношение к болезни

Нормальный метаболизм нуклеотидных сахаров очень важен. Любой сбой в работе какого-либо фермента приведет к определенному заболеванию, например:

  1. Миопатия с тельцами включения: врожденное заболевание, возникшее в результате изменения функции эпимеразы UDP-GlcNAc.
  2. Макулярная дистрофия роговицы: врожденное заболевание, возникшее в результате нарушения функции GlcNAc-6-сульфотрансферазы.
  3. Врожденное нарушение α-1,3-маннозилтрансферазы приводит к множеству клинических симптомов, например гипотонии, психомоторной отсталости, фиброзу печени и различным проблемам с кормлением.

Отношение к открытию лекарств

Разработка химиоэнзиматических стратегий для создания больших библиотек ненативных сахарных нуклеотидов позволила процесс, называемый гликорандомизацией, где эти сахарные нуклеотидные библиотеки служат донорами для пермиссивных гликозилтрансфераз, чтобы обеспечить дифференциальное гликозилирование широкого спектра фармацевтических препаратов и сложных природных продуктов на основе ведет.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки