Что такое гликозидная связь
Гликозидная связь
Гликозидная связь (англ. Glycosidic bond ) — это тип ковалентной связи, которая соединяет молекулу сахара с другой молекулой, часто с другим сахаром. Гликозидная связь образуется между полуацетальной группой сахара (или производной сахара) и гидроксильной группой органического соединения, например, спирта. [1]
Связь между аминогруппой или другой группой, содержащей атом азота, с сахаром, часто также называется гликозидной связью, хотя IUPAC этого и не рекомендует. Например, связь между сахаром и азотистым основанием в нуклеозиде называют гликозидной связью.
Вещество, содержащее гликозидные связи, называют гликозидом. [2]
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Гликозидная связь» в других словарях:
гликозидная связь — glikozidinis ryšys statusas T sritis chemija apibrėžtis Acetalinis ryšys, susidarantis sacharido molekulei jungiantis su kita molekule. atitikmenys: angl. glycoside bond rus. гликозидная связь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Лизоцим — (от греч. lýsis растворение, распад и zýme закваска) мурамидаза, фермент класса гидролаз (См. Гидролазы); разрушает стенку бактериальной клетки, в результате чего происходит её растворение (Лизис). В организме играет роль неспецифического … Большая советская энциклопедия
ЦЕРЕБРОЗИДЫ — сфинголипиды общей ф лы RCH(OH)CH(NHCOR )CH2OX, где R и R алкил, гидроксиалкил, алкенил; X остаток глюкозы (глюкоцереброзиды), галактозы (галактоцереброзиды) или фукозы (фукоцереброзиды). В глюко и галакто Ц. присутствует гликозидная связь, в… … Химическая энциклопедия
Лизоцим — Трёхмерная структура лизоцима Лизоцим (мурамидаза, англ. lysozyme) антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные стенки … Википедия
Дисахарид — Дисахариды сахароза Дисахариды общее название подкласса олигосахаридов, у которых молекула состоит из двух мономеров моносахаридов. Дисахариды образуются в результате реакции конденсации между двумя моносахаридами, обычно гексозами. Реакция… … Википедия
Е1105 — Трёхмерная структура лизоцима Лизоцим (мурамидаза) антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные оболочки бактерий путём гидролиза мурамилглюкозамина клеточной стенки грам положительных бактерий. Лизоцим содержится, в… … Википедия
Лизоцин — Трёхмерная структура лизоцима Лизоцим (мурамидаза) антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные оболочки бактерий путём гидролиза мурамилглюкозамина клеточной стенки грам положительных бактерий. Лизоцим содержится, в… … Википедия
Мурамидаза — Трёхмерная структура лизоцима Лизоцим (мурамидаза) антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные оболочки бактерий путём гидролиза мурамилглюкозамина клеточной стенки грам положительных бактерий. Лизоцим содержится, в… … Википедия
Муромидаза — Трёхмерная структура лизоцима Лизоцим (мурамидаза) антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные оболочки бактерий путём гидролиза мурамилглюкозамина клеточной стенки грам положительных бактерий. Лизоцим содержится, в… … Википедия
Гликозидная связь
В частности, в встречающихся в природе гликозидах соединение ROH, из которого был удален углеводный остаток, часто называют агликоном, а сам углеводный остаток иногда называют «гликоном».
СОДЕРЖАНИЕ
S-, N-, C- и O-гликозидные связи [ править ]
Нумерация и различие α / β гликозидных связей [ править ]
Различает альфа- и бета-гликозидных связи по относительной стереохимии позиции аномерной и стереоцентру дальних от С1 в сахариде. [2] α-гликозидная связь образуется, когда оба атома углерода имеют одинаковую стереохимию, тогда как β-гликозидная связь возникает, когда два атома углерода имеют разную стереохимию. Одна из сложных проблем состоит в том, что альфа- и бета-конформации были изначально определены на основе относительной ориентации основных составляющих в проекции Хаворта. В этом случае для D-сахаров, бета-конформация будет видеть основную составляющую на каждом углероде, нарисованном над плоскостью кольца (номинально такая же конформация), в то время как альфа будет видеть аномерный составляющий под кольцом (номинально противоположные конформации). Для L- сахаров определения тогда обязательно будут обратными. Это стоит отметить, поскольку эти старые определения все еще пронизывают литературу и могут привести к путанице.
Химические подходы [ править ]
Метод Вишала Й Джоши
Гликозид гидролазы [ править ]
Гликозилтрансферазы [ править ]
Дисахарид фосфорилазы [ править ]
Направленное гликозилирование [ править ]
Существует множество химических подходов, способствующих селективности α- и β-гликозидных связей. Высокосубстратно-специфический характер селективности и общей активности пиранозида может создавать серьезные трудности при синтезе. Общая специфичность гликозилирования может быть улучшена путем использования подходов, которые принимают во внимание относительные переходные состояния, в которых аномерный углерод может претерпевать во время типичного гликозилирования. В частности, признание и включение моделей Фелкина-Ан-Эйзенштейна в обоснование химического дизайна в целом может обеспечить надежные результаты при условии, что преобразование может подвергаться такому типу конформационного контроля в переходном состоянии.
Фтор-направленное гликозилирование является обнадеживающим средством как для селективности B, так и для введения неприродной биомиметической C2-функциональности в углевод. Один новаторский пример, представленный Bucher et al. обеспечивает способ использования иона фтора оксония и трихлорацетимидата для усиления стереоселективности B за счет гош-эффекта. Эта разумная стереоселективность очевидна при визуализации моделей Фелкина-Ана возможных форм стульев.
Этот метод представляет собой обнадеживающий способ селективного включения B-этила, изопропила и других гликозидов с типичным химическим составом трихлорацетимидата.
О-связанные гликопептиды; фармацевтическое применение О-гликозилированных пептидов [ править ]
Недавно было показано, что О-связанные гликопептиды демонстрируют превосходную проницаемость для ЦНС и эффективность на множестве животных моделей с болезненными состояниями. Кроме того, одним из наиболее интригующих аспектов этого является способность O-гликозилирования увеличивать период полужизни, уменьшать клиренс и улучшать PK / PD своего активного пептида за пределами увеличения проникновения в ЦНС. Врожденное использование сахаров в качестве солюбилизирующих фрагментов в метаболизме в фазах II и III (глюкуроновые кислоты) значительно дало эволюционное преимущество в том, что ферменты млекопитающих не эволюционируют напрямую для разложения О-гликозилированных продуктов на более крупные фрагменты.
Своеобразная природа О-связанных гликопептидов состоит в том, что существует множество примеров, которые проникают в ЦНС. Считается, что фундаментальная основа этого эффекта связана с «прыжками через мембрану» или «диффузией хмеля». Считается, что процесс «диффузии хмеля», вызванный неброуновским движением, происходит из-за разрыва плазматической мембраны. «Диффузия хмеля» заметно сочетает в себе свободную диффузию и межсравнительные переходы. Недавние примеры, в частности, включают высокую проницаемость аналогов мет-энкефалина среди других пептидов. Полный агонист mOR пентапептид DAMGO также проникает в ЦНС при гликозилировании. [10] [11] [12] [13]
Ссылка гликозидные характеристики, виды и номенклатура
гликозидные связи представляют собой ковалентные связи, которые возникают между сахарами (углеводами) и другими молекулами, которые могут представлять собой другие моносахариды или другие молекулы различной природы. Эти связи делают возможным существование множества фундаментальных компонентов для жизни, не только в образовании резервного топлива и структурных элементов, но также и молекул переноса информации, необходимых для сотовой связи..
Образование полисахаридов зависит, прежде всего, от установления гликозидных связей между свободными спиртовыми или гидроксильными группами отдельных моносахаридных звеньев..
Однако некоторые сложные полисахариды содержат модифицированные сахара, которые связаны с небольшими молекулами или группами, такими как амино, сульфат и ацетил, через гликозидные связи и которые необязательно включают высвобождение молекулы воды в результате реакции конденсации. Эти модификации очень распространены в гликанах, присутствующих во внеклеточном матриксе или гликокаликсе..
Гликозидные связи, происходящие в различных контекстах, в том числе клеточного связывания полярной головной группы сфинголипиды некоторых основных компонентов клеточных мембран многих организмов, а также образование гликопротеинов и протеогликанов.
Важные полисахариды, такие как целлюлоза, хитин, агар, гликоген и крахмал, были бы невозможны без гликозидных связей. Аналогично, гликозилирование белков, которое происходит в эндоплазматической сети и в комплексе Гольджи, имеет большое значение для активности многих белков..
Многочисленные олиго- и полисахариды выполняют функцию резервуаров глюкозы, структурных компонентов или адгезивов для связывания клеток в тканях..
Связь между гликозидными связями в олигосахаридах аналогична связи между пептидными связями в полипептидах и фосфодиэфирными связями в полинуклеотидах, с той разницей, что в гликозидных связях существует большее разнообразие.
черты
Кроме того, изомеры моносахаридов, то есть одна из двух ориентаций, которые гидроксильная группа может иметь в циклической структуре по отношению к аномерному углероду, обеспечивают дополнительный уровень разнообразия..
Изомеры имеют различные трехмерные структуры, а также различные виды биологической активности. Целлюлоза и гликоген состоят из повторяющихся звеньев D-глюкозы, но различаются по типу гликозидной связи (α1-4 и β1-4 в гликоген для целлюлозы), и, следовательно, имеют различные свойства и функции.
Поскольку полипептиды имеют полярность с одним N- и другим C-концом, а полинуклеотиды имеют 5 ‘и 3’ концы, олиго- или полисахариды имеют полярность, определяемую восстанавливающим и невосстанавливающим концами..
Восстановительный конец имеет свободный аномерный центр, который не образует гликозидную связь с другой молекулой, сохраняя тем самым химическую реакционную способность альдегида.
Гликозидная связь является наиболее гибкой областью олиго- или полисахаридного фрагмента, поскольку структурная конформация стула отдельных моносахаридов является относительно жесткой..
Формирование гликозидной связи
Гликозидная связь может связывать две молекулы моносахаридов через аномерный углерод одного и гидроксильную группу другого. То есть гемиацетальная группа одного сахара реагирует с спиртовой группой другого с образованием ацеталя.
В общем, образование этих связей происходит в результате реакций конденсации, когда молекула воды высвобождается с каждой связью, которая образует.
Однако в некоторых реакциях кислород не покидает молекулу сахара в виде воды, а является частью дифосфатной группы уридиндифосфатного нуклеотида..
Реакции, которые вызывают гликозидные связи, катализируются классом ферментов, известных как гликозилтрансферазы. Они образуются между сахаром, ковалентно модифицированным добавлением фосфатной группы или нуклеотида (глюкозо-6-фосфат, UDP-галактоза, например), который связывается с растущей полимерной цепью.
Гидролиз гликозидной связи
Гликозидные связи могут легко гидролизоваться в слабокислых средах, но они устойчивы к довольно щелочным средам.
Ферментативный гидролиз гликозидных связей опосредуется ферментами, известными как гликозидазы. Многие млекопитающие не обладают этими ферментами для разложения целлюлозы, поэтому они не способны извлекать энергию из этого полисахарида, несмотря на то, что являются важным источником клетчатки.
Жвачные, такие как крупный рогатый скот, например, имеют свои кишечники ассоциированных бактерий, которые производят ферменты, способные разлагать целлюлозу проглоченной, что делает их способными использовать энергию законсервированную в тканях растений.
Фермент лизоцим, вырабатываемый слезами глаза и некоторыми бактериальными вирусами, способен уничтожать бактерии благодаря своей гидролитической активности, которая разрушает гликозидную связь между N-ацетилглюкозамином и N-ацетилмураминовой кислотой в клеточной стенке бактерий..
разнообразие
Олигосахариды, полисахариды или гликаны являются очень разнообразными молекулами, и это связано с множеством способов, которыми моносахариды могут быть связаны друг с другом с образованием структур более высокого порядка..
Это разнообразие тот факт, как упоминалось выше, что сахара имеют гидроксильные группы, которые позволяют различные связывающие регионы, и ссылки могут происходить между двумя возможными стереоизомеров относительно сахара аномерного углерода (& alpha; или & beta).
Гликозидные связи могут образовываться между сахаром и любым гидроксилированным соединением, таким как спирты или аминокислоты.
Кроме того, моносахарид может образовывать две гликозидные связи, поэтому он может служить точкой разветвления, внося потенциальную сложность в структуру гликанов или полисахаридов в клетках..
тип
Что касается типов гликозидных связей, можно выделить две категории: гликозидные связи между моносахаридами, которые составляют олиго- и полисахариды, и гликозидные связи, которые встречаются в гликопротеинах или гликолипидах, которые представляют собой белки или липиды с частями углеводов..
О-гликозидные связи
O-гликозидные связи, возникающие между моносахаридами, образуются в результате реакции между гидроксильной группой одной молекулы сахара и аномерным углеродом другой.
Дисахариды являются одними из наиболее распространенных олигосахаридов. Полисахариды содержат более 20 единиц моносахаридов, связанных между собой линейно, а иногда имеют несколько ответвлений.
Образование гликозидных связей в олиго- и полисахаридах будет зависеть от стереохимической природы сахаров, которые связываются, а также от их числа атомов углерода. В целом, для сахаров с 6 атомами углерода линейные связи имеют место между атомами углерода 1 и 4 или 1 и 6..
Есть два основных типа O—гликозиды, которые в зависимости от номенклатуры определяются как α и β или 1,2-цис и 1,2-транс-гликозид.
Отходы 1,2-цис гликозилированные α-гликозиды для D-глюкозы, D-галактозы, L-фукозы, D-ксилозы или β-гликозиды для D-маннозы, L-арабинозы; а также 1,2-транс (β-гликозиды для D-глюкозы, D-галактозы и α-гликозиды для D-маннозы и т. д.) имеют большое значение для многих природных компонентов.
О-гликозилирование
Одной из наиболее распространенных посттрансляционных модификаций является гликозилирование, которое включает добавление глюкозной части к растущему пептиду или белку. Муцины, секретирующие белки, могут содержать большое количество олигосахаридных цепей, связанных O-гликозидными связями..
Образование этих связей между углеводными и гидроксипролиновыми и гидроксилизиновыми остатками и с фенольной группой остатков тирозина также наблюдалось..
N-гликозидные связи
N-гликозидные связи являются наиболее распространенными среди гликозилированных белков. N-гликозилирование происходит в основном в эндоплазматической сети эукариот с последующими модификациями, которые могут встречаться в комплексе Гольджи..
N-гликозилирование зависит от наличия консенсусной последовательности Asn-Xxx-Ser / Thr. Гликозидная связь находится между амидным азотом боковой цепи остатков аспарагина и аномерным углеродом сахара, который связывается с пептидной цепью..
Образование этих связей во гликозилировании зависит от фермента, известного как oligosaccharyl, который передает олигосахариды из долихола фосфата к амидному азоту остатков аспарагина.
Другие типы гликозидных связей
S-гликозидные связи
Они также встречаются между белками и углеводами, они наблюдались между пептидами с N-концевыми цистеинами и олигосахаридами. Пептиды с этим типом связи первоначально были выделены из белков в моче и эритроцитах человека, связанных с олигосахаридами глюкозы..
C-гликозидные связи
Они впервые были обнаружены как посттрансляционная модификация (гликозилирование) в остатке триптофана в РНКазе 2, присутствующей в моче человека и в РНКазе 2 эритроцитов. Манноза связывается с углеродом в положении 2 индольного ядра аминокислоты через C-гликозидную связь.
номенклатура
Их можно назвать тремя разными способами:
(2) использование термина «гликозилокси» в качестве префикса названия моносахарида.
(3) используя термин О-гликозильная, N-гликозильная, S-гликозил или С-гликозил в качестве префикса для названия гидроксисоединения.
Что такое гликозидная связь
Не вдаваясь в подробности происходящих в живых организмах процессах, отметим, что эти процессы возможны только при использовании внешних источников энергии и питательных веществ: для растений первичным источником энергии служит солнечное излучение, для животных – разнообразная пища, служащая частично и источником веществ, из которых живой организм строит различные макромолекулы, наиболее важными из которых являются белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. Большинство элементов периодической системы в той или иной мере участвуют в процессах, происходящих в живом организме, но важнейшими являются биофильные элементы (см. гл. 10).
13.1. Углеводы
Углеводы с общей формулой 
– это полиспирты, содержащие альдегидную 
или кетонную 
группировку.
Следующая схема наглядно показывает генеалогию углеводов (сахаридов):
В молекуле моносахарида для указания числа углеродных атомов к корню соответствующего греческого числительного прибавляют окончание «-оза».
Моносахариды обычно изображаются формулами Фишера, в которых углеродная цепь располагается линейно. В табл. 13.1 приведены первые четыре типа моносахаридов.
