Heptosas -ominaisuudet, biologinen merkitys, synteesi

Se heptosas Ne ovat monosakkarideja, joissa on seitsemän hiilyä ja joiden empiirinen kaava on c₇H₁₄JOMPIKUMPI₇. Nämä sokerit, kuten muut monosakkaridit, ovat polyhydroksyloituneita ja voivat olla: aldoheptosasaseja, joilla on aldehydifunktio hiilellä, tai ketheptosaseja, joilla on Cetona -ryhmä hiilessä 2.

Heptosaseja syntetisoidaan metabolisilla reiteillä, kuten fotosynteesin Calvin -sykli ja sääli fosfaatin ei -oksidatiivinen vaihe. Ne ovat lipo-polysakkaridien (LPS) ainesosia gram-negatiivisten bakteerien soluseinämään Escherichia coli, Klebsiella SP., Neisseria SP., Proteus SP., Pseudomonas SP., Salmonella SP., Shigella SP., ja Vibrio SP.

[TOC]

Ominaisuudet

Heptosasit, jotka ovat samanlaisia ​​kuin heksaosit, esiintyvät pääasiassa heidän syklisessä muodossaan. Aldoheptosaseilla on viisi epäsymmetristä hiiliä ja pyöräily, jotka muodostavat piranosan. Sitä vastoin ketheptosaseissa on neljä epäsymmetristä hiiliä, joissa ne muodostavat myös pyrosoja.

Hyvin yleinen luonnollinen ketheptose elävissä organismeissa on benoheptulosa. Tämä sokeri on tärkeä heksikäsokerien muodostumisessa fotosynteesissä ja hiilihydraattien aineenvaihdunnassa eläimissä.

Kun tan-hepula kuumennetaan laimennettuun mineraalihapossa, se muodostaa mineraaliseoksen tasapainossa, jossa 80% kiteytetään 2,7-anhydroksi-β-D -d.

Heptosasien kemiallinen määritys tehdään rikkihapolla ja kysteiinillä, difenyyliamiinilla ja floroglukinolilla. Tietyissä olosuhteissa on mahdollista erottaa muiden sokerien heptosasit. Se voi jopa erottaa aldoheptosat ja ketheptosasit.

Monissa aldoheptosaseissa on Glyce-D-Man-Man-Man -kokoonpano. Kahdeksan hiilisen keto-sokerihappo (3-OCO-D-GALO-2-oktosonihappo, KDO-sokeri) vieressä olevat heptosasit ovat LPS: n rakenteellisia komponentteja, bakteerien lipidikerroksen ulkomembraania bakteerien ulkomembraaniin.

LPS voidaan uuttaa käyttämällä 45%: n seosta vedessä. Sitten KDO -heptosasit ja sokerit voidaan tunnistaa kolorimetrisillä ja kromatografisilla tekniikoilla.

Heptosasien biologinen merkitys

Fotosynteesissä ja pentoosifosfaatin polulla

Kloroplastien stroomassa ovat entsyymit, jotka muuttavat triosasfosfaatin, glyseraldehydi-3-fosfaatin ja dihydroksiasetonin fosfaatin, joka on tuotettu Assimilaation avulla₂, Tärkkelys. Triosasfosfaatin muodostuminen ja hiilihiilit, CO: n perustamisen aloittamiseksi₂, Ne muodostavat kaksi vaihetta Calvin -syklistä.

Hiilen talteenottovaiheen aikana entsyymi-aldolaasi on vastuussa erytryhmän 4-fosfaatin (nelikiilisen metaboliitin (E4P)) ja fosfaatin dihydroksykidekksotonin (kolmen hiilen metaboliitin) muuntamisesta 1,7-bifosfaatiksi.

Tämä ketheptoosi transformoituu useilla vaiheilla, entsymyymisesti katalysoituna, 1,5-bifpathy-kylkiluun.

Ribulosa 1.5-bifosfaatti on Calvin-syklin aloitusmetaboliitti. Toisaalta 7-fosfaatin (S7P) biosynteesi. Tässä tapauksessa transketolaasin vaikutus muuttaa kaksi pentoosifosfaattia S7P: ksi ja glyseraldehydi-3-fosfaatiksi (GAP).

Sitten kahden askeleen kautta, jotka katalysoivat transaldolaasi ja transistolaasi, S7P ja rako transformoitu fruktoosi-6-fosfaatiksi ja rakoksi. Molemmat ovat glykolyysimetaboliitteja.

Lipo-polisakkaridissa (LPS) bakteerit

Heptosaseja on läsnä bakteerikapselin lipo-polysakkaridissa ja polysakkaridissa. Enterobakteerien LPS: n rakenteellinen motiivi koostuu lipidi A: sta, joka koostuu 2-amino-2-Zoxi-d-glukoosidimeeristä, joka on yhdistänyt linkin avulla β-(1®6). Siinä on kaksi fosfaattiesteriä ja pitkän ketjun rasvahapporyhmää.

Lipidi A on kytketty keskusalueelle käyttämällä kolmen KDO -sokerin ja setooksiooctulooctulo -sylocyylin siltaa, yhdistävät glykosidiset linkit (2®7). Tämä alue on kytketty heptosaasi L-Glycero-D-Manmeptoseaan, alfa-anomerisen konfiguraation kanssa. On O-antigeeninen alue.

Tätä rakenteellista motiivia esiintyy gram -negatiivisissa bakteereissa, kuten Escherichia coli, Klebsiella SP., Yersinia SP., Pseudomonas SP., Salmonella SP., samoin kuin muut patogenabakteerit.

On olemassa otigosakkaridien pyranien stereokongeraatioiden erilaisia ​​konfiguraatioita sekä polysakkarideja. D-Glycero-D-Man-heptopiranosili on läsnä Enterokolitiikka yersinia, Coxiella Burnetti, Mannheimia hemolitica, Hydrophila Aeromones ja Salmonicidivibrio.

Heptosasit D-Glycero-D-gumano-heptosaa on läsnä sivuketjuyksiköinä ulkoreunassa Proteus ja Haemophilus influenzae; ja lyhyinä oligomeerisinä sivuketjuina α-(1®3) tai α-(1®2) yhdessä rakenteellisen syyn kanssa LPS Klebsiella -keuhkokuume.

Kannuissa Vibrio cholerae, O-antigeenisella alueella on D-Glicher-D-Man-Hipts, jossa on molemmat anomeeriset kokoonpanot (Alfa ja beeta).

Bakteerien glykoproteiineissa

Sen pintakerrokset (kerrokset S) koostuvat identtisistä proteiinialayksiköistä, jotka peittävät sen kahden dimensioisessa organisaatiossa. Niitä löytyy grampositiivisista ja gram-negatiivisista bakteereista ja arkeobakteereista. Tämän kerroksen proteiineissa on glykopeptidejä, joita polysakkaridiketjut pidentävät.

Glykoproteiinit Aneurinibacillus themoaerophilus, Positiivisella gram -bakteerilla on toistuvia yksiköitä disakkaridien ®3) -dglyseristä-β-D-MAN-HEPP- (1®4)-α-L-rhap- (1® kapteenissa.

Yksi glykoproteiinien toiminnoista on tarttuvuus. Esimerkiksi on glykoproteiini, joka mitasi tarttuvuutta autotransport (AIDA-I) -proteiinina JA. koli. Glikoproteiinibiosynteesi tapahtuu glykosilinsiirtojen, kuten heptosyylitransferaasin, kautta, joka tarvitsee ADP Glycero-Man-Man.

Synteesi

Kemialliset synteesi ja kemiallisten ja entsymaattisten menetelmien yhdistelmä hepts-fosfaatti- ja heptosas-nukleotidiaktivoituneita ovat sallineet selvittää mikro-organismien käyttämät metaboliset reitit näiden aineiden tuottamiseksi.

Monet synteesimenetelmät valmistelevat käsin-heptosas 6-epimeeriä L-glycero-d-gumin syntetisoimiseksi. Nämä menetelmät perustuvat ketjun pidentymiseen anomeerisestä hiilestä tai aldehydiryhmästä Grignard -reagensseilla. Glykosilaatiot suoritetaan suojaryhmien läsnäollessa.

Tällä tavoin on stereokontrolli, joka säilyttää kokoonpanon α-Anomeerinen. Anomeeriset ja johdannaiset tioglykosidit triklooresetimidaavat. Viimeisimmät menettelyt tarkoittavat valikoivaa koulutusta β-Heptosidit ja johdannaiset 6-deoxi-heposidit.

Aktivoidun heptosaasi-nukleotidin biosynteesi alkaa 7-fosfaatin behuptulosista. Se on ehdottanut fosfomutaasia muodostaa heptosyylianomisen fosfaatin. Sitten heptosyyli siirtää ADP D-Glycero-D-Manme-heptoksen muodostumisen.

Lopuksi epicheraasi muuttaa ADP D-Glycero-D-Manme-Heptoksen konfiguraatiota ADP L-Glycero-D-Gallo-Heptoksi.

Lisäksi on tehty kemiallisia tutkimuksia, joiden avulla voidaan tietää mekanismit, joiden kautta nämä entsyymit suorittavat katalyysin. Esimerkiksi he käyttävät bentsyyli Bencilaa.

Käsittely suolahapolla muuttaa käsikolonisen johdannaisen diatsostoniksi. Fosfori -diatsobenze.

Viitteet

1. Collins, P. M. 2006. Hiilihydraattien sanakirja CD-ROM: lla. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton.
2. Cui, s. W -. 2005. Ruokahiilihydraatit: kemia, fysikaaliset ominaisuudet ja sovellukset. CRC Press, Boca Raton.
3. Ferrier, r. J -. 2000. Hiilihydraattikemia: monosakkaridit, disakkaridit ja spesifiset oligosakkaridit. Kuninkaallinen kemian yhdistys, Cambridge.
4. Hofstad, t. 1974. Heptosi- ja 2-keto-3-deoksi-ektomanaatin jakautuminen bakteroidiaceae-sivustossa. Journal of General Microbiology, 85, 314-320
5. Kosma, P. 2008. Bakteerien heptoksen esiintyminen, synteesi ja biosynteesi. Nykyinen orgaaninen kemia, 12, 1021-1039.
6. Nelson, D. Lens., Cox, m. M. 2017. Lehninger -biokemian periaatteet. W -. H. Freeman, New York.
7. Sika, W. 1957. Hiilihydraatit: kemia, biokemia, fysiologia. Academic Press, New York.
8. Sika, W., Horton, D. 1970. Hiilihydraatit: kemia ja biokemia. Academic Press, New York.
9. Sinnott, m. Lens. 2007. Hiilihydraattikemia ja biokemian rakenne ja mekanismi. Kuninkaallinen kemian yhdistys, Cambridge.
10. Rikos. V., Williams, S. J -. 2009. Hiilihydraatit: Elämän olennaiset molekyylit. Elsevier, Amsterdam.
11. Voet, D., Voet, J. G., Pratt, c. W -. 2008. Biokemian perusteet - Elämä molekyylitasolla. Wiley, Hoboken.