Značilnosti heptosas, biološki pomen, sinteza

The heptosas So monosaharidi, ki imajo sedem ogljika in katerih empirična formula je c₇H₁₄Tudi₇. Ti sladkorji, kot so drugi monosaharidi, so polihidroksilirani in so lahko: aldohetozaze, ki imajo funkcijo aldehida v ogljiku, ali keteptozaze, ki imajo skupino Cetona v ogljiku 2.

Heptozaze se sintetizirajo na presnovnih poteh, kot sta cikel fotosinteze Calvin in ne -oksidativna faza usmiljenega fosfata. So sestavine lipo-polisaharidov (LPS) na celični steni gram-negativnih bakterij, kot so Escherichia coli, Klebsiella sp., Neisseria sp., Proteus sp., Pseudomonas sp., Salmonela sp., Shigella sp., in Vibrio sp.

[TOC]

Značilnosti

Heptozaze, podobne heksozi, obstajajo pretežno v njihovi ciklični obliki. Aldohetozaze imajo pet asimetričnih ogljikov in kolesarjenje, ki tvorijo piranosa. V nasprotju s tem imajo keteptozaze štiri asimetrične ogljike, kjer tvorijo tudi piroze.

Zelo pogosta naravna ketepta v živih organizmih je benoheptuloza. Ta sladkor je pomemben pri nastajanju šesteb sladkorjev v fotosintezi in presnovi ogljikovih hidratov pri živalih.

Ko se porjavelo-heppula segreva v razredčeni mineralni kislini, tvori mineralno zmes v ravnovesju, kjer 80% kristalizira kot 2,7-anhidro-β-D.

Kemična določitev heptozaz se izvaja z žveplovo kislino in cisteinom, difenilaminom in floglucinolom. Pod določenimi pogoji je mogoče razlikovati heptozaze drugih sladkorjev. Lahko celo razlikuje med aldohetozami in keteptozami.

Številne aldoheptozaze imajo konfiguracijo Glyce-D-Man-Man-Man. Heptozaze, poleg osem ogljikovih keto-sugarskih kislin (3-Oco-d-galo-2-oktoonska kislina, KDO sladkor), so strukturne sestavine LPS v zunanji membrani lipidnega dvosloja bakterij bakterij.

LPS lahko ekstrahiramo s 45 -odstotno mešanico v vodi. Nato lahko KDO heptozaze in sladkorje prepoznamo s kolorimetričnimi in kromatografskimi tehnikami.

Biološki pomen heptozaz

V fotosintezi in na poti pentoznega fosfata

V kloroplastnem stromi so encimi, ki pretvorijo trioza fosfat, gliceraldehid-3-fosfat in dihidroksiaceton fosfat, ki nastane z asimilacijo CO₂, V škrobu. Triosas fosfat in okrevanje ogljikov za začetek ustanovitve CO₂, Predstavljajo dve stopnji cikla Calvin.

Med stopnjo obnavljanja ogljika je encim aldolaza odgovoren za pretvorbo erihroznega 4-fosfata (štirih ogljikovih metabolita (E4P)) in fosfat dihidroksihidehksikotona (tri-karbonski metabolit) v 1,7-bifosfat.

Ta keteptoza se pretvori z več koraki, encimeatično katalizirano, v 1,5-bifampatični ribulonus.

Ribulosa 1,5-bifosfat je začetni presnovek cikla Calvin. Po drugi strani je biosinteza 7-fosfata (S7P). V tem primeru delovanje transcetolaze pretvori dva pentoznega fosfata v S7P in gliceraldehid-3-fosfat (vrzel).

Nato se skozi dva koraka, ki jih katalizirata transaldolaza in transcetolaza, S7P in vrzel pretvorita v fruktozo-6-fosfat in vrzel. Oba sta presnovki glikolize.

V lipo-polisaharidi (LPS) bakterij

Heptozaze so prisotne v lipo-polisaharidih in polisaharidih kapsule bakterij. Strukturni motiv LP-jev Enterobakterije je sestavljen iz lipida A, ki ga sestavlja dimer 2-amino-2-zoxi-D-glukoze, združen s povezavo β-(1®6). Ima dva fosfatna estra in dolge verižne maščobne kisline.

Lipid A je povezan z osrednjo regijo z mostom s tremi KDO sladkorji in cetodeoksioktulooktulo -cilocil, združenimi z glikozidnimi povezavami (2®7). Ta regija je povezana s heptozazo l-glicero-d-manmeptosea z alfa anomerično konfiguracijo. Obstaja O-antigena regija.

Ta strukturni motiv je prisoten v gramovih negativnih bakterijah, kot so Escherichia coli, Klebsiella sp., Yersinia sp., Pseudomonas sp., Salmonela sp., kot tudi druge bakterije patogene.

Obstajajo različice heptosa, ki vključujejo različne konfiguracije stereocentro piranov v oligosaharidih, pa tudi stranske verige v polisaharidih. D-glicero-d-man-heptopiranosil je prisoten v Enterocolitics Yersinia, Coxiella Burnetti, Mannheimia haemolitica, Hydrophila aeromoni in Salmocid Vibrio.

Heptosaze D-glicero-D-gumano-heptosa so prisotni kot stranske verižne enote v zunanjem območju sevov sevov Proteus in Haemophilus influenzae; in kot kratke oligomerne stranske verige, ki jih povezujejo α-(1®3) oz α-(1®2), skupaj s strukturnim razlogom LPS Klebsiella pnevmonie.

V sevih Vibrio kolere, O-antigena regija ima D-Glicher-D-Man-hepts z obema anomernimi konfiguracijami (Alfa in Beta).

Pri bakterij glikoproteini

Plasti njegove površine (plasti) so sestavljene iz enakih beljakovinskih podenot, ki jo pokrivajo v dvodimenzionalni organizaciji. Najdemo jih v gram-pozitivnih in gram-negativnih bakterijah in arheobakteriji. Beljakovine te plasti imajo glikopeptide, ki jih podolgovate polisaharidne verige.

Glikoproteini Aneurinibacillus themoaerophilus, Pozitivna gram bakterija ima ponavljajoče se enote disaharidov ®3) -dglicer-β-D-Man-Hepp- (1®4)-α-L-rhap- (1® in capa s.

Ena od funkcij glikoproteinov je adhezija. Na primer, obstaja glikoprotein, ki je izmeril adhezijo kot autotransport (AIDA-I) protein v sevih In. coli. Biosinteza glikoproteina se pojavlja skozi glikozilne transfrays, kot je heptozil-transferaza, ki potrebuje ADP glicero-Man.

Sinteza

Kemična sinteza in kombinacija kemijskih in encimskih metod aktiviranja hepts fosfat in heptosas-nukleotid so omogočili razjasnitev presnovnih poti, ki jih uporabljajo mikroorganizmi za proizvodnjo teh snovi.

Številne metode sinteze pripravijo 6-epimeri za ročno-heptoze, da sintetizirajo l-glicero-d-gum. Te metode temeljijo na raztezku verige iz anomernega ogljika ali aldehidne skupine z uporabo Grignard reagentov. Glikosilacije se izvajajo v prisotnosti zaščitnih skupin.

Na ta način obstaja stereokontrola, ki ohranja konfiguracijo α-Anomerično. Anomerni in derivacijski tioglikozidi trikloroacetimidat. Najnovejši postopki pomenijo selektivno usposabljanje β-Heptozidi in derivati ​​6-deoksi-hepozidi.

Biosinteza aktiviranega heptozaznega nukleotida se začne iz 7-fosfatne beheptuloze. Predlagal je fosfomutazo, ki tvori heptozilni anomični fosfat. Nato heptozil prenaša tvorbo ADP D-glicero-d-manme-heptoze.

Nazadnje epicheraza spremeni konfiguracijo ADP D-glicero-D-manme-hepta v ADP L-glicero-D-Gallo-heptoza.

Poleg tega so bile izvedene kemijske študije, da bi spoznali mehanizme, s pomočjo katerih ti encimi izvajajo katalizo. Na primer uporabljajo benzil bencila.

Zdravljenje s klorovodikovo kislino pretvori ročno -kolonično derivat v diazoceton. Fosforna diazobenze.

Reference

1. Collins, str. M. 2006. Slovar ogljikovih hidratov s CD-ROM. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton.
2. Cui, s. W. 2005. Ogljikovi hidrati s hrano: kemija, fizikalne lastnosti in aplikacije. CRC Press, Boca Raton.
3. Ferrier, r. J. 2000. Kemija ogljikovih hidratov: monosaharidi, disaharidi in specifični oligosaharidi. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
4. Hofstad, t. 1974. Porazdelitev heptoze in 2-keto-3-deoksi-ektonata v Bacteroidaceae. Časopis za splošno mikrobiologijo, 85, 314–320
5. Kosma, str. 2008. Pojav, sinteza in biosinteza bakterijske heptoze. Trenutna organska kemija, 12, 1021-1039.
6. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Lehningerjeva načela biokemije. W. H. Freeman, New York.
7. Pigman, w. 1957. Ogljikovi hidrati: kemija, biokemija, fiziologija. Academic Press, New York.
8. Pigman, w., Horton, d. 1970. Ogljikovi hidrati: kemija in biokemija. Academic Press, New York.
9. Sinnott, m. L. 2007. Kemija ogljikovih hidratov in struktura in mehanizem biokemije. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
10. Palica, r. V., Williams, s. J. 2009. Ogljikovi hidrati: bistvene molekule življenja. Elsevier, Amsterdam.
11. Voet, d., Voet, J. G., Pratt, c. W. 2008. Osnove biokemije - življenje na molekularni ravni. Wiley, Hoboken.