Kwas sialowy

Kwas N-acetyloneuraminowy
Identyfikacja
N O CAS	131-48-6
N O WE	205-023-1
UŚMIECHY	O1 [C @ H] ([C @@ H] ([C @ H] (C [C @] 1 (C (O) = O) O) O) NC (C) = O) [C @ H] ([C @@ H] (CO) O) O PubChem , widok 3D
InChI	InChI: widok 3D InChI = 1 / C11H19NO9 / c1-4 (14) 12-7-5 (15) 2-11 (20,10 (18) 19) 21-9 (7) 8 (17) 6 (16) 3-13 / h5-9,13,15-17,20H, 2-3H2,1H3, (H, 12,14) (H, 18,19) / t5-, 6 ?, 7 +, 8-, 9 +, 11- / m0 / s1
Właściwości chemiczne
Brute formula	C 11 H 19 N O 9   [Izomery]
Masa cząsteczkowa	309,2699 ± 0,013  g / mol C 42,72%, H 6,19%, N 4,53%, O 46,56%,
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Kwas sialowy (The grecki τὸ σίαλον ( na sialon ) „śliny”) jest ogólnym terminem dla rodziny ponad 50 pochodne kwasu neuraminowego , cukier ( śmie ) Kwas trzon dziewięciu atomów węgla . To także nazwa najczęściej występującego członka tej grupy, kwasu N-acetyloneuraminowego (Neu5Ac lub NANA), który pochodzi z kondensacji kwasu pirogronowego i N-acetylo-D-mannozaminy .
Cząsteczki te są powszechnie obecne w organizmach żywych (zwierzętach i bakteriach, drożdżach i grzybach, rzadziej w roślinach), głównie w glikoproteinachi gangliozydy . Wszystkie ich funkcje prawdopodobnie nie są jeszcze znane. Kwas N -acétylneuraminique jest charakterystycznym elementem aminowych cukry odgrywają ważną rolę w interakcji pomiędzy komórkami , w tym ludzi. Mózg zawiera najbardziej; odgrywa rolę w transmisji neuronalnej i budowie gangliozydów w synaptogenezie .

Historia

Termin „kwas sialowy” (z greckiego określenia ślina, σίαλον - síalon) został po raz pierwszy wprowadzony przez szwedzkiego biochemika Gunnara Blixa w 1952 roku.

Biochemia

• W pektyny wytworzone przez wielu gatunków mieć różne powinowactwo do cukrów dla kwasu sialowego, z istotnych interakcji dla różnych systemów udział w pewnych procesach patologicznych.
  To często dzięki lektynom patogeny, takie jak wirusy , bakterie , grzyby lub pasożyty eukariotyczne , identyfikują i celują w określone cukry na powierzchni komórek gospodarza, które mogą zakażać. Siglec lub lektyny typu I są rodziną lektyny specyficznie rozpoznających kwas sialowy. Należą do nadrodziny immunoglobulin (Ig) i składają się w taki sam sposób jak immunoglobuliny.
  
• Te powinowactwa lektyna-cukier umożliwiają również patogenom przyleganie do bogatych w glikozylowane tkanki obecne w drogach oddechowych, przewodzie pokarmowym, drogach moczowych lub narządach płciowych (Imberty i Varrot 2008, Sharon 1996). W ten sposób, na przykład, wirus grypy przyczepia się do błony śluzowej płuc, kierując się na kwas sialowy; w tym przypadku lektyną jest wirusowa hemaglutynina, a cukrem kwas sialowy (kwas 5-N-acetyloneuraminowy).
• Niektóre toksyny bakteryjne są również lektynami.
• W niektórych narządach poziom kwasu sialowego jest kontrolowany przez układ hormonalny; w ten sposób podawanie estrogenu wykastrowanym myszom powoduje zależne od dawki zmniejszenie zawartości kwasu sialowego w pochwie . Odwrotnie, zawartość kwasu sialowego w pochwie myszy jest miarą siły działania estrogenu. Substancje referencyjne to estradiol do podawania podskórnego i etynyloestradiol do podawania doustnego.

Definicja

Wyrażenie kwas sialowy może oznaczać:

1. kwas N -acétylneuraminique ( NeuNAc lub NANA), które występują u ludzi;
2. Ponad 50 cząsteczki związane z N -acetylneuraminic kwasu , na przykład kwasu N-glycosylneuraminic stwierdzono u myszy, lub N -glycolylneuraminic kwasu , z których może pochodzić z kwasu neuraminowego przez podstawienie jednego z jego hydroksylowe grupy przez grupę aminową ). Grupa aminowa zwykle zawiera grupę acetylową lub glikolilową , ale opisano inne modyfikacje, które są specyficzne dla tkanki i regulowane rozwojowo (niektóre można znaleźć tylko na niektórych typach glikokoniugatów w określonych komórkach). Podstawniki hydroksylowe mogą się znacznie różnić (grupy acetylowe , mleczanowe , metylowe , siarczanowe i fosforanowe itp.).

Funkcje

Prawdopodobnie nie wszystkie są znane, ale wiemy, że:

• kwas sialowy chroni białka przed ich degradacją przez proteazy  ;
• związany z glikoproteinami , jest składnikiem gangliozydów i glikolipidów  ; dlaczego jest obecny w wydzielinach gruczołów (w tym w mleku), błonach komórkowych i osoczu krwi ( neuraminidaza );
• Występuje w mleku matki (zwłaszcza w postaci glikokoniugatów i wolnych glikanów, w szybko zmieniającym się stężeniu). Wydaje się, że spełnia wysokie potrzeby noworodka zaraz po urodzeniu. Na drugim końcu życia, u osób starszych, zmniejsza się sialilacja w gangliozydach mózgu , białkach śliny i komórkach odpornościowych (co nasuwa sugestię, że kwas sialowy może być przydatnym suplementem diety). W tym wieku).
• ogranicza ryzyko infekcji (śluz związany z błonami śluzowymi: ust , nosa , przewodu pokarmowego , dróg oddechowych);
• przyczynia się do wydzielania śluzu lub substancji śluzowych, które odgrywają ochronną i / lub funkcjonalną rolę u wielu gatunków; występuje w ludzkim śluzie ; oraz "u ssaków liczne badania wykazały wyraźną korelację między mucyfikacją a zawartością kwasu sialowego, zależność zweryfikowaną w komórkach śluzowych różnych ryb i cyklostomów  " , na przykład u węgorza, który ma szczególnie lepką skórę, ale kwas sialowy jest również występuje w dużym stężeniu w komórkach śluzowych na skórę składników, takich jak ślimaki , ślimaki , a ich śluzu.
  Ujemny ładunek tej substancji jest odpowiedzialny za mniej lub bardziej lepkie odczucie śliny , śluzu , łez , wydzieliny pochwowej i nasienia oraz mucyn pokrywających narządy ciała. Śluz również odgrywa rolę w osmoregulacji  ;
• kwas sialowy odgrywa również rolę w niektórych procesach apoptotycznych („samobójstwach komórek”); kiedy komórka umiera, traci połączenia międzykomórkowe i zamienia się w ciała apoptotyczne, które muszą zostać zidentyfikowane przez białe krwinki, które strawią ją przez fagocytozę  ; rozszczepienie końcowych reszt kwasu sialowego, a stężenie sub-końcowe sacharydy, które występują po śmierci komórek są wśród sygnałów umożliwiających makrofagi miejscu tej zwłoki komórek.
• Wiele bakterii chorobotwórczych wykorzystuje kwas sialowy na powierzchni swoich komórek, jak również w ich lipopolisacharydach , co pomaga im uniknąć wrodzonej odpowiedzi immunologicznej gospodarza; te zakamuflowane bakterie to prawie wszystkie te, które wyewoluowały razem z żywicielami będącymi tak zwanymi zwierzętami wyższymi ( deuterostomy );
• W ścianie komórkowej bakterii Escherichia coli znajduje się połączenie kwasu kolominowego , polisacharydu będącego polimerem kwasu N-acetyloneuraminowego.
• bakteria Tannerella forsythia , patogen jamy ustnej bardzo często biorący udział w zapaleniu przyzębia , wykorzystuje do produkcji biofilmów kwas sialowy (a także dwa fragmenty cukru: kwas glikolilosialowy i sialilolaktozę, które wytwarza dzięki enzymowi sialidazie , który może być hamowany przez lek , oseltamiwir ).
  W genomie tej bakterii znaleziono locus pozwalające na wykorzystanie kwasu sialowego pochodzącego od gospodarza (geny TF0033-TF0034, które również kodują przenikanie kwasu sialowego (NanT) domniemanej błony wewnętrznej, a także kwasu sialowego błony zewnętrznej. Dlatego kwas sialowy może być jedynym źródłem węgla i energii, a nawet kluczowym czynnikiem wzrostu niektórych bakterii chorobotwórczych. Cholera vibrios należą do patogenów, które wykorzystują tę zdolność;
• kwas sialowy jest również możliwym pożywieniem (źródłem cukrów i węgla) dla niektórych patogenów, które wydają się współewoluować ze zwierzętami; w ten sposób Cronobacter sakazakii, który ewoluuje przez 15 do 23 milionów lat razem ze swoimi kręgowcami, zwłaszcza ssakami. To wyjaśnia czynniki zjadliwości, które powodują, że ta bakteria czasami jest śmiertelna dla noworodków, które otrzymują kwas sialowy z mleka matki (lub mieszanki), mleka zwierzęcego ( oligosacharydy ), a także mucyny wyściełające jelita i gangliozydy w jego mózgu również wytwarzają kwasy krzemowe; patogen może przekraczać bariery jelitowe i krew-mózg.
  Dzieje się tak w przypadku paciorkowców viridans, często będących źródłem chorób poza jamą ustną (atak serca, mózgu itp.); kwas ten „prawdopodobnie będzie odgrywał rolę w trwałości i przeżywalności tych organizmów zakaźnych in vivo  ”  ;
• Jest to receptor dla niektórych wirusów ( grypy w szczególności), które przyczepiają się do zakażania komórek, w tym błonach śluzowych ( 1 st stadium zakażenia wirusem grypy ). Przykładem jego znaczenia jest to, że zanamiwir i oseltamiwir , dwa inhibitory neuraminidazy, są stosowane jako substancje czynne przeciwko wirusowi grypy , odpowiedzialnemu za grypę . Faktycznie, kwas sialowy jest molekularnym celem wirusa; pozwala mu zakotwiczyć się w komórkach, które zarazi. Neuraminidazy są enzymami glikoproteiny antygenowe znaleźć na powierzchni wirusa grypy, to jest to, że co pozwala wirus przyczepiać się, ale są bardziej ruchome w śluzu dróg oddechowych, albo w celu ułatwienia wydzielania z wirionów w organizmie. Komórek sutka zakażenie.
  To samo dotyczy niektórych bakterii odpowiedzialnych za wtórne infekcje płuc, takich jak pneumokoki ( Streptococcus pneumoniae ), główna przyczyna zapalenia płuc, ale również odpowiedzialna za zapalenie opon mózgowych  ; bakterie te znajdują niewiele lub nie znajdują żadnych wolnych cukrów w tchawicy lub płucach, ale wydaje się, że są w stanie rozkładać kwasy sialowe, aby przekształcić je w cukier i odżywiać się nimi.
• Sialoglikoproteiny (glikoproteiny bogate w kwas sialowy) wiążą się z selektyną u ludzi i innych organizmów. W przerzutowe komórki nowotworowe wyrażają często wyjątkowo wysoką gęstość tych sialoglycoproteins. Ta nadekspresja kwasu sialowego na powierzchniach danych komórek tworzy tam ładunek ujemny. Ładunek ten jest źródłem odpychania między komórkami nowotworowymi, odpychania, które pomaga im przedostać się do krwiobiegu, wydłużając tym samym proces przerzutów.

Uwaga: Wiadomo, że rośliny zawierają niewiele, ale kwas neuraminowy jest składnikiem glikoprotein roślinnych, które zawierają końcową resztę kwasu sialowego w łańcuchu glikanowym .

Zobacz też

Powiązane artykuły

• Kwas
• Śluz
• Ślina
• Łzy

Linki zewnętrzne

Bibliografia

• Gerlach, D., Wagner, M., Schlott, B., Zahringer, U. and Schmidt, KH (2002) Chemical and physicochemical characterization of the sialic acid-specific lectin from Cepaea hortensis . FEMS Microbiol Lett, 214, 61–68.

Uwagi i odniesienia

• (en) szlak kwasu sialowego w ludzkich komórkach
• (en) usługa diagnostyczna kwasu sialowego

1. obliczona masa cząsteczkowa od „  atomowych jednostek masy elementów 2007  ” na www.chem.qmul.ac.uk .
2. „  Essentials of glycobiology  ”, Biochemistry , Cold Spring Harbor Laboratory Press,2009( ISBN  978-0-87969-770-9 , czytaj online , dostęp 23 marca 2020 )
3. B. Wang i J. Brand-Miller , „  Rola i potencjał kwasu sialowego w żywieniu człowieka  ”, European Journal of Clinical Nutrition , vol.  57 N O  11listopad 2003, s.  1351–1369 ( ISSN  0954-3007 , PMID  14576748 , DOI  10.1038 / sj.ejcn.1601704 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
4. Lis, H. & Sharon, N. (1998). Lektyny: białka specyficzne dla węglowodanów, które pośredniczą w rozpoznawaniu komórek . Chem. Obrót silnika. 98, 637-674.
5. Sharon N (1996) Interakcje węglowodanów i lektyny w chorobach zakaźnych . Postępy w medycynie eksperymentalnej i biologii, 408, 1-8.
6. Imberty, A., Mitchell, EP i Wimmerová, M. (2005) Podstawy strukturalne rozpoznawania glikanów o wysokim powinowactwie przez lektyny bakteryjne i grzybowe . Curr. Opin. Struct. Biol., 15, 525–534.
7. Imberty, A. i Varrot, A. (2008) Microbial rozpoznawanie glikokoniugatów powierzchni ludzkich komórek . Curr. Opin. Struct. Biol., 18, 567-576.
8. Imberty, A., Wimmerova, M., Mitchell, EP and Gilboa-Garber, N. (2004) Structures of the lectins from Pseudomonas aeruginosa: Insights into Molecular base for host glycan rozpoznania . Microb. Infect., 6, 222–229.
9. Crocker, PR (2002) Siglecs: wiążące kwas sialowy lektyny podobne do immunoglobulin w interakcjach komórka-komórka i sygnalizacji . Curr. Opin. Struct. Biol., 12, 609–615.
10. Karoline SABÓIA ARAGÃO Praca dyplomowa (Biologia strukturalna i nanobiologia) przedstawiona 5 grudnia 2008 na Uniwersytecie w Grenoble; Badania struktury i funkcji lektyn (DiscI i DiscII) z Dictyostelium discoideum .
11. (w) Matthias Bohnet, Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna , Wiley-VCH ,2002( ISBN  978-3-527-30673-2 , czytaj online )
12. (w) Ajit Varki, Essentials of glycobiology , Cold Spring Harbor Laboratory Press,2009( ISBN  978-0-87969-770-9 , czytaj online )
13. C. Mandal i C. Mandal , „  Sialic acid binding lectins  ”, Experientia , tom.  46 N O  5,15 maja 1990, s.  433-441 ( ISSN  0014-4754 , PMID  2189746 , DOI  10.1007 / bf01954221 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
14. R. Schauer , „  Osiągnięcia i wyzwania badań nad kwasem sialowym  ”, Glycoconjugate Journal , vol.  17, n kość  7-9,lipiec 2000, s.  485–499 ( ISSN  0282-0080 , PMID  11421344 , DOI  10.1023 / a: 1011062223612 , czytaj online , dostęp 23 marca 2020 )
15. Segler-Stahl K, Webster JC, Brunngraber EG. Zmiany stężenia i składu gangliozydów ludzkiego mózgu wraz z wiekiem. Gerontologia. 1983; 29: 161–8.
16. Kracun I, Rosner H, Drnovsek V, Heffer-Lauc M, Cosovic C, Lauc G. Gangliozydy ludzkiego mózgu w rozwoju, starzeniu i chorobach. Int J Dev Biol. 1991; 35: 289–95.
17. Svennerholm L, Bostrom K, Helander CG, Jungbjer B. Lipidy błonowe w starzejącym się ludzkim mózgu. J Neurochem. 1991; 56: 2051–9
18. Salvolini E, Mazzanti L, Martarelli D, Di Giorgio R, Fratto G, Curatola G. Zmiany w składzie ludzkiej niestymulowanej całej śliny wraz z wiekiem. Starzenie się (Mediolan). 1999; 11: 119–22.
19. Garcia GG, Berger SB, Sadighi Akha AA, Miller RA. Związane z wiekiem zmiany w glikozylacji CD43 i CD45 na mysich komórkach T CD4. Eur J Immunol. 2005; 35: 622–31.
20. (w) Norbert Sprenger i Peter I. Duncan , „  Utylizacja kwasu sialowego  ” , Postępy w żywieniu , tom.  3 n o  3,1 st maja 2012, s.  392S - 397S ( ISSN  2161-8313 i 2156-5376 , PMID  22585917 , PMCID  PMC3649475 , DOI  10.3945 / an.111.001479 , czytaj online , dostęp 23 marca 2020 )
21. Bolognani-Fantin AM i Bolognani L (1964) Obserwacje dotyczące histochemii i biochemii śluzu skórnego Anguilla vulgaris. Internat. Kongr. Histo- und Cytochemie, Frankfurt nad Menem, s.  183-184
22. AM Lemoine i M. Olivereau , „  Obecność kwasu N-acetylo-neuraminowego w skórze Anguilla anguilla L.  ”, Zeitschrift für vergleichende Physiologie , vol.  73, n o  1,1 st marca 1971, s.  22–33 ( ISSN  1432-1351 , DOI  10.1007 / BF00297699 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
23. J. A Cabezas , J. V Porto , M. D Frois i C Marino , „  Sialic acid in human tears  ”, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Specialized Section on Mucoproteins and Mucopolisaccharides , vol.  83, n o  3,1 st listopad 1964, s.  318-325 ( ISSN  0926-6526 , DOI  10.1016 / 0926-6526 (64) 90009-6 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
24. Carlborg L (1969) Działanie dietylostilboestrolu na kwas sialowy z pochwy myszy . I. Acta endocr. (Kbh.) 62, 657–662
25. Peyre A i Laporte P (1966) Badanie kwasu sialowego najądrza u ciężarnych i dorosłych szczurów. CR Acad. Sci. (Paryż), Sér. D 263, 1872–1875.
26. (en-US) M. Rajalakshmi i MRN Prasad , „  Changes in sialic acid in the tests and nididymis ot the rat during the onset of puberty  ” , Journal of Endocrinology , vol.  44, n o  3,1 st lipca 1969, s.  379–385 ( ISSN  0022-0795 i 1479-6805 , DOI  10.1677 / joe.0.0440379 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
27. R. Levy , „  Apoptosis during spermatogenesis and in ejaculated sperm  ”, Andrology , Vol.  9 N O  4,1 st grudzień 1999, s.  449-458 ( ISSN  1760-5377 , DOI  10.1007 / BF03034661 , czytać online , dostęp 23 marca 2020 )
28. Emmanuele Severi , Derek W. Hood i Gavin H. Thomas , „  Wykorzystanie kwasu sialowego przez patogeny bakteryjne  ”, Microbiology (Reading, England) , vol.  153 n O  Pt 9wrzesień 2007, s.  2817–2822 ( ISSN  1350-0872 , PMID  17768226 , DOI  10.1099 / mic.0.2007 / 009480-0 , czytaj online , dostęp 23 marca 2020 )
29. (w) S. Roy , CWI Douglas i GP Stafford , „  A Novel Sialic Acid Utilization and Uptake System in the Periodontal Pathogen Tannerella forsythia  ” , Journal of Bacteriology , tom.  192 N O  9,1 st maja 2010, s.  2285–2293 ( ISSN  0021-9193 , DOI  10.1128 / JB.00079-10 , czytaj online , dostęp 23 marca 2020 )
30. (w) S. Almagro-Moreno i EF Boyd , „  Katabolizm kwasu sialowego zapewnia przewagę konkurencyjną patogennemu Vibrio cholerae w jelicie myszy  ” , Infection and Immunity , Vol.  77 N O  9,1 st wrzesień 2009, s.  3807–3816 ( ISSN  0019-9567 , PMID  19564383 , PMCID  PMC2738016 , DOI  10.1128 / IAI.00279-09 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 r. )
31. (en-US) HL Byers , KA Homer i D. Beighton , „  Utilization of Sialic Acid by Viridans Streptococci  ” , Journal of Dental Research , vol.  75 N O  8,sierpień 1996, s.  1564-1571 ( ISSN  0022-0345 i 1544-0591 , DOI  10.1177 / 00220345960750080701 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
32. (w) Peter Palese, Kiyotake Tobita i Masahiro Ueda , „  Charakterystyka mutantów wrażliwych na temperaturę defektywnych neuraminidazy wirusa grypy w  ” , Virology , vol.  61 N O  2 Październik 1974, s.  397-410 ( PMID  4472498 , DOI  10.1016 / 0042-6822 (74) 90276-1 , czytaj online )
33. (w) C. Liu, MC Eichelberger, RW Compans i GM Air , „  Neuraminidaza wirusa grypy typu A nie odgrywa roli we wnikaniu wirusa, replikacji, składaniu, pączkowaniu złota  ” , Journal of Virology , tom.  69 N O  2 Luty 1995, s.  1099-1106 ( PMID  7815489 , PMCID  188682 , czytaj online )
34. (w) Carolyn Marion , Amanda M. Burnaugh , Shireen A. Woodiga i Samantha J. King , „  Transport kwasu sialowego przyczynia się do kolonizacji pneumokoków  ” , Infection and Immunity , tom.  79, n o  3,marzec 2011, s.  1262-1269 ( ISSN  0019-9567 i 1098-5522 , PMID  21189320 , PMCID  PMC3067482 , DOI  10.1128 / IAI.00832-10 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 )
35. Mark M. Fuster i Jeffrey D. Esko , „  Słodko-kwaśny rak: glikany jako nowe cele terapeutyczne  ”, Nature Reviews. Rak , tom.  5, n O  7,Lipiec 2005, s.  526-542 ( ISSN  1474-175X , PMID  16069816 , DOI  10.1038 / nrc1649 , czytaj online , dostęp 23 marca 2020 )
36. Richard Bourbouze , Charbel Akiki , Isabelle Chardon-Loriaux i François Percheron , „  Wykazanie pochodnych kwasu neuraminowego w glikoproteinach roślin  ”, Carbohydrate Research , vol.  106 n o  1,1 st sierpień 1982, s.  21–30 ( ISSN  0008-6215 , DOI  10.1016 / S0008-6215 (00) 80729-6 , czytaj online , dostęp: 23 marca 2020 r. )