Heptosas egenskaper, biologisk betydning, syntese

De heptosas De er monosakkarider som har syv karbonatomer og hvis empiriske formel er c₇H₁₄ENTEN₇. Disse sukkerene, for eksempel andre monosakkarider, er polyhydroksylerte og kan være: aldoheptosaser, som har en aldehydfunksjon i karbon en, eller ketheptosaser, som har en cetona -gruppe i karbon 2.

Heptosaser syntetiseres i metabolske veier, for eksempel Calvin -syklusen av fotosyntesen og den ikke -oksidative fasen av medlidenhetsfosfat. De er bestanddeler av lipo-polysakkaridene (LPS) på celleveggen til gramnegative bakterier som for eksempel som Escherichia coli, Klebsiella sp., Neisseria sp., Proteus sp., Pseudomonas sp., Salmonella sp., Shigella sp., og Vibrio sp.

[TOC]

Kjennetegn

Heptosasene, lik heksoser, eksisterer hovedsakelig i sin sykliske form. Aldoheptosaser har fem asymmetriske karbonatomer og sykling som danner en piranosa. I kontrast har ketheptosaser fire asymmetriske karbonatomer, hvor de også danner pyrosas.

En veldig vanlig naturlig ketheptose i levende organismer er benoheptulose. Dette sukkeret er viktig i dannelsen av hexous sukker i fotosyntese og karbohydratmetabolisme hos dyr.

Når tan-heptula varmes opp i en fortynnet mineralsyre, danner den en mineralblanding i likevekt, hvor 80% er krystallisert som 2,7-anhydro-β-D.

Den kjemiske bestemmelsen av heptosaser gjøres med svovelsyre og cystein, difenylamin og floroglucinol. Under visse forhold er det mulig å differensiere heptosasene til andre sukkerarter. Det kan til og med skille mellom Aldoheptosas og ketheptosases.

Mange aldoheptosaser har Glyce-D-Man-Man-Man-konfigurasjonen. Heptosasene, ved siden av åtte-karbon keto-sukkersyre (3-OCO-D-Galo-2-oktoseonsyre, et KDO-sukker), er strukturelle komponenter av LP-.

LPS kan ekstraheres ved hjelp av en 45% blanding i vann. Deretter kan KDO heptosaser og sukker identifiseres ved kolorimetriske og kromatografiske teknikker.

Biologisk betydning av heptosaser

I fotosyntese og på banen til pentosefosfat

I kloroplaststroma er enzymene som konverterer triosas fosfat, glyseraldehyd-3-fosfat og dihydroksyacetonfosfat, produsert ved assimilering av CO₂, I stivelse. Dannelsen av triosas fosfat og utvinning av karbonatomer, for å starte etableringen av CO₂, De utgjør to stadier av Calvin -syklusen.

I løpet av karbongjenvinningsstadiet er enzymet aldolase ansvarlig for å konvertere det erytriske 4-fosfat (en fir-karbon metabolitt (E4P)) og fosfatdihydroksykidechxicoton (en tre-karbon metabolitt) til 1,7-bifosfat.

Denne ketheptosen blir transformert av flere trinn, enzymatisk katalysert, i 1,5-biphampathy ribulous.

Ribulosa 1,5-bifosfat er startmetabolitten i Calvin-syklusen. På den annen side, biosyntesen av 7-fosfat (S7P). I dette tilfellet transformerer virkningen av en transcetolase to pentosefosfat til S7P og glyseraldehyd-3-fosfat (GAP).

Deretter, gjennom to trinn katalysert av en transaldolase og en transcetolase, blir S7P og gapet transformert til fruktose-6-fosfat og gap. Begge er glykolysemetabolitter.

I Lipo-Polisaccharides (LPS) av bakterier

Heptosasene er til stede i lipo-polysakkarider og polysakkarider av bakteriekapselen. Det strukturelle motivet til LPS i Enterobacteria består av lipid A, som består av en 2-amino-2-zoxi-d-glukoser Dimer United med lenke med lenke β-(1®6). Den har to fosfatestere og langkjedede fettsyregrupper.

Lipid A er knyttet til en sentral region ved bruk av en bro med tre KDO -sukker og cetodeoxyoctulooctulo -cylocyler, forent av glykosidiske lenker (2®7). Denne regionen er knyttet til heptosase L-Glycero-D-Manmeptosea, med alfa anomerisk konfigurasjon. Det er en O-antigen region.

Dette strukturelle motivet er til stede i gram negative bakterier, for eksempel Escherichia coli, Klebsiella sp., Yersinia sp., Pseudomonas sp., Salmonella sp., så vel som andre Patogena -bakterier.

Det er varianter av heptosas som inkluderer forskjellige konfigurasjoner av stereocentroen til pyranene i oligosakkaridene, samt sidekjeder i polysakkaridene. D-glycero-d-man-heptopiranosil er til stede i Enterokolitikk Yersinia, Coxiella Burnetti, Mannheimia Haemolitica, Hydrophila aeromoner og Salmonicide Vibrio.

Heptosasene D-glycero-d-Gumano-heptosas er til stede som sidekjedenheter i det ytre området av stammene av stammer av stammer av Proteus og influensa; og som korte oligomere sidekjeder knyttet til α-(1®3) eller α-(1®2), sammen med den strukturelle grunnen LPs av Klebsiella pneumonie.

I stammer av Vibrio cholerae, Den O-antigeniske regionen har D-Glicher-D-Man-hepts med begge anomere konfigurasjoner (ALFA og beta).

I bakterier glykoproteiner

Lagene på overflaten (lag s) er sammensatt av identiske proteinunderenheter, som dekker det i en to -dimensjonal organisasjon. De finnes i gram-positive og gramnegative bakterier og arkeobakterier. Proteinene i dette laget har glykopeptider som er langstrakt med polysakkaridkjeder.

Glykoproteinene til Aneurinibacillus themoaerophilus, En positiv grambakterie har gjentatte enheter av disakkarider ®3) -dglycer-β-D-man-hepp- (1®4)-α-L-RHAP- (1® i CAPA S.

En av funksjonene til glykoproteiner er vedheft. For eksempel er det et glykoprotein som målte vedheft som et autotransport (AIDA-I) protein i stammer av OG. coli. Glikoproteinbiosyntese skjer gjennom glykosiloverføringer, slik som heptosyl-transferase, som trenger ADP Glycero-Man-Man.

Syntese

Kjemisk syntese og kombinasjonen av kjemiske og enzymatiske metoder for HEPTs fosfat og heptosas-nukleotidaktiverte har tillatt å belyse de metabolske traséene som brukes av mikroorganismer for å produsere disse stoffene.

Mange syntese metoder forbereder hånd-heptosas 6-epimerikk for å syntetisere L-glycero-d-Gum. Disse metodene er basert på forlengelsen av kjeden fra anomere karbon, eller aldehydgruppe, ved bruk av Grignard Reagents. Glykosilasjoner utføres i nærvær av beskyttelsesgrupper.

På denne måten er det stereokontroll som bevarer konfigurasjonen α-Anomerisk. Anomere og derivat tioglykosider tricloroacetimidate. De siste prosedyrene innebærer selektiv trening av β-Heptosider og derivater 6-deoksi-heposider.

Biosyntesen av heptosase-nukleotid aktivert begynner fra 7-fosfatreeptulose. Det har foreslått en fosfomutase danner heptosylanomisk fosfat. Deretter overfører en heptosyl dannelsen av ADP D-Glycero-D-Manme-heptose.

Til slutt endrer en epicherase konfigurasjonen av ADP D-Glycero-D-Manme-Heptose til ADP L-Glycero-D-Gallo-heptose.

I tillegg har kjemiske studier blitt utført for å kjenne mekanismene som disse enzymene utfører katalysen. For eksempel bruker de benzylbencila.

Behandlingen med saltsyre transformerer hånd -kolonisk derivat til diazoceton. Fosforisk diazobenze.

Referanser

1. Collins, s. M. 2006. Ordbok for karbohydraater med CD-ROM. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton.
2. Cui, s. W. 2005. Matkarbohydrater: Kjemi, fysiske egenskaper og applikasjoner. CRC Press, Boca Raton.
3. Ferrier, r. J. 2000. Karbohydratkjemi: Monosakkarider, disakkarider og spesifikke oligosakkarider. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
4. Hofstad, t. 1974. Fordelingen av heptose og 2-keto-3-deoksy-ektonat i Bacteroidaceae. Journal of General Microbiology, 85, 314-320
5. Kosma, p. 2008. Forekomst, syntese og biosyntese av bakteriell heptose. Nåværende organisk kjemi, 12, 1021-1039.
6. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger prinsipper for biokjemi. W. H. Freeman, New York.
7. Pigman, w. 1957. Karbohydratene: kjemi, biokjemi, fysiologi. Academic Press, New York.
8. Pigman, w., Horton, d. 1970. Karbohydratene: Kjemi og biokjemi. Academic Press, New York.
9. Sinnott, m. L. 2007. Karbohydratkjemi og biokjemi -struktur og mekanisme. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
10. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Karbohydrater: De essensielle molekylene i livet. Elsevier, Amsterdam.
11. Voet, d., Voet, J. G., Pratt, c. W. 2008. Grunnleggende om biokjemi - Liv på molekylært nivå. Wiley, Hoboken.