СИАЛИНСКА КИСЕЛИНА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ И БОЛЕСТИ - БИОЛОГИЈА - 2025

У Сијалинска Киселина су моносахарида девет атома угљеника. Припадају породици деривата неураминске киселине (5-амино-3,5-дидеокси-Д-глицеро-Д-галакто-нонолонске киселине) и широко су распрострањени у природи, посебно у животињском царству.

Обично се не јављају као слободни молекули, али су повезани α-глукозидним везама на молекуле угљених хидрата или на друге молекуле сијалне киселине, а затим могу заузети терминалне или унутрашње положаје унутар линеарног ланца угљених хидрата.

Шема молекула сијалне киселине (Извор: Корисник: гликоформ преко Викимедиа Цоммонса)

Израз "сијална киселина" први је пут сковао Гуннар Блик 1957. године, мада претходни извештаји других истраживача указују да његово откриће датира још деценију или две раније, када су описани као део сиало муцинских гликопротеина и сиало сиало сиало сфинголипида (ганглиосида). .

Сијалне киселине су присутне у већини царстава природе. Откривени су код неких вируса, патогених бактерија, протозоа, ракова, равних глиста, инсеката и кичмењака, попут риба, водоземаца, птица и сисара. Напротив, оне нису пронађене у гљивицама, алгама или биљкама.

Структура

Сијалне киселине се јављају углавном у терминалном делу површинских гликопротеина и гликолипида, пружајући велику разноликост овим гликокоњугатима. Диференцијални обрасци „сиалилације“ су производи експресије ткивно специфичних гликозилтрансфераза (сијалилтрансферазе).

Структурно, сиалне киселине припадају породици од око 40 природних деривата неураминске киселине који су Н-ацилирани, што ствара две „матичне“ структуре: Н-ацетилнеураминску киселину (Неу5Ац) или Н-гликолил неураминску киселину (Неу5Гц) .

Његове структурне карактеристике укључују присуство амино групе (која се може модификовати) на положају 5 и карбоксилне групе на положају 1, која може да се јонизује на физиолошком пХ. Дезоксигенирани Ц-3 угљеник и молекул глицерола на положају Ц-6.

Схема молекула сијалне киселине са набрајањем угљеника (Извор: Корисник: гликоформ преко Викимедиа Цоммонс)

Многи деривати настају из супституције хидроксилних група на позицијама Ц-4, Ц-7, Ц-8 и Ц-9 са деловима ацетила, гликола, лактила, метила, сулфата и фосфата; као и увођење двоструких веза између Ц-2 и Ц-3.

У линеарном терминалном положају, везање сиалне киселине у ланцу олигосахарида укључује а-глукозидну везу између хидроксилне групе Ц-2 аномерног угљеника сијалне киселине и хидроксилних група Ц-3, Ц-угљеника. 4 или Ц-6 дела моносахарида.

Ове везе могу бити између остатака галактозе, Н-ацетилглукозамина, Н-ацетилгалактосамина и неких ганглиозида, глукозе. Могу се појавити путем Н-гликозидних или О-гликозидних веза.

Карактеристике

Сматра се да сиалне киселине помажу паразитским организмима да опстану у организму домаћина; примери за то су патогени сисара који производе ензиме метаболизма сијалне киселине (сиалидазе или Н-ацетилнеураминске лизе).

Не постоје врсте сисара за које није пријављено присуство сиалних киселина као дела гликопротеина уопште, гликопротеина серума, слузокоже, као дела ћелијских површинских структура или као део сложених угљених хидрата.

Они су пронађени у киселим олигосахаридима у млеку и колоструму људи, говеда, оваца, паса и свиња, као и као део урина пацова и људи.

Улога у процесима адхезије ћелије

Гликокоњугати са остацима сијалне киселине играју важну улогу у процесима размене информација између суседних ћелија и између ћелија и њихове животне средине.

Присуство сијалне киселине у ћелијским мембранама доприноси успостављању негативног набоја на површини, што има позитивне последице у неким електростатичким догађањима одбијања између ћелија и неких молекула.

Поред тога, негативан набој даје сиалне киселине у мембрани улогу у транспорту позитивно набијених јона.

Објављено је да се везивање ендотела и епитела на базални мембрани гломерула олакшава сиалном киселином, а то такође утиче на контакт ових ћелија.

Улога у животном веку компоненти крвних ћелија

Сијална киселина има важне функције као део гликофорина А у плазма мембрани еритроцита. Нека истраживања показују да је садржај сиалинске киселине обрнуто пропорционалан старости ових ћелија.

Еритроцити третирани ензимима неураминидазе, одговорним за разградњу сијалне киселине, драстично смањују њихов полуживот у крвотоку са 120 дана на неколико сати. Исти случај примећен је и са тромбоцитима.

Тромбоцити губе способност адхезије и агрегације у одсуству сијалне киселине у површинским протеинима. У лимфоцитима, сиална киселина такође игра важну улогу у процесима адхезије и препознавања ћелија, као и у интеракцији са површинским рецепторима.

Функције имуног система

Имуни систем је у стању да разликује сопствене или инвазивне структуре на основу препознавања образаца сијалне киселине присутних у мембранама.

Сијална киселина, као и ензими неураминидаза и сијалилтрансфераза, поседују важна регулаторна својства. Коначни делови сијалне киселине у гликокоњугатима плазма мембране имају функције маскирања или као мембранске рецепторе.

Поред тога, разни аутори поставили су могућност да сиална киселина има антигене функције, али још није познато са сигурношћу. Међутим, маскирајуће функције остатака сијалне киселине су веома важне у регулацији ћелија.

Маскирање може имати директну или индиректну заштитну улогу, у зависности од тога да ли део сијалне киселине директно покрива остатак антигених угљених хидрата или је то сиална киселина у суседном гликокоњугату који маскира антигени део.

Нека антитела поседују Неу5Ац остатке који показују својства неутрализације вируса, пошто су ови имуноглобулини способни да спрече адхезију вируса на само коњугате (гликокоњугате са деловима сијалне киселине) на ћелијској мембрани.

Остале функције

У цревном тракту сијалне киселине играју подједнако важну улогу, пошто су део муцина, који имају мазива и заштитна својства, неопходна за цео организам.

Поред тога, сиалне киселине су такође присутне у мембранама ћелија бронхијалног, желучаног и цревног епитела, где учествују у транспорту, излучивању и другим метаболичким процесима.

Болести

Познато је да бројне болести укључују абнормалности у метаболизму сијалне киселине, а познате су и као сиалидоза. Међу најистакнутије су сиалурија и Салла-ова болест, за које је карактеристично излучивање мокраће великим количинама слободних сијалних киселина.

Остале болести имунолошке природе имају везе са променама анаболичких и катаболичких ензима повезаних са метаболизмом сијалне киселине, који изазивају апберантно нагомилавање гликокоњугата са деловима сијалне киселине.

Такође су познате неке болести повезане са крвним факторима, попут тромбоцитопеније која се састоји од смањења нивоа тромбоцита у крви вероватно узрокованог недостатком сијалне киселине у мембрани.

Вон Виллебрандова болест одговара оштећењу способности тромбоцита да се придржавају гликокоњугата субендотелне мембране стијенке крвних жила, узрокованих недостатком или недостатком гликозилације или сијалилације.

Гланзманнова тромбастхенија је још један урођени поремећај агрегације тромбоцита чији је корен присуство неисправних гликопротеина у мембрани тромбоцита. Показало се да су оштећења ових гликопротеина повезана са смањеним садржајем Неу5Ац.

Референце

1. Цлаиден, Ј., Греевес, Н., Варрен, С., & Вотхерс, П. (2001). Органска хемија (1. изд.). Нев Иорк: Окфорд Университи Пресс.
2. Демченко, АВ (2008). Приручник хемијске гликозилације: Напредак стереоселективности и терапијске важности. Вилеи-ВЦХ.
3. Росенберг, А. (1995). Биологија сијалних киселина. Њујорк: Спрингер Сциенце + Бусинесс Медиа, ЛЛЦ.
4. Сцхауер, Р. (1982). Сиалне киселине: Хемија, метаболизам и функције. Спрингер-Верлаг Виен Њујорк.
5. Травинг, Ц., и Сцхауер, Р. (1998). Структура, функција и метаболизам сијалних киселина. Науке о ћелијском и молекуларном животу ЦМЛС, 54, 1330–1349.