SIALIK ASIT: YAPISI, IŞLEVLERI VE HASTALIKLARI - BIYOLOJI - 2025

Sialik asitler monosakaritler dokuz karbon atomuna sahip bulunmaktadır. Nöraminik asit türevleri ailesine aittirler (5-amino-3,5-dideoksi-D-glisero-D-galakto-nonulosonik asit) ve doğada, özellikle hayvanlar aleminde geniş çapta dağılmışlardır.

Normalde serbest moleküller olarak oluşmazlar, ancak a-glukosidik bağlarla karbonhidrat moleküllerine veya diğer sialik asit moleküllerine bağlanırlar ve daha sonra doğrusal bir karbonhidrat zinciri içinde terminal veya dahili pozisyonları işgal edebilirler.

Bir sialik asit molekülünün şeması (Kaynak: Kullanıcı: Wikimedia Commons aracılığıyla glikoform)

"Sialik asit" terimi ilk olarak 1957'de Gunnar Blix tarafından icat edildi, ancak diğer araştırmacıların önceki raporları, keşiflerinin, sialo müsin glikoproteinlerin ve sialo sialo sfingolipidlerin (gangliosidler) bir parçası olarak tanımlandıklarında, keşiflerinin on veya iki yıl öncesine dayandığını gösteriyor. .

Sialik asitler, doğanın çoğu krallığında bulunur. Bazı virüsler, patojenik bakteriler, protozoa, kabuklular, yassı kurtlar, böcekler ve balıklar, amfibiler, kuşlar ve memeliler gibi omurgalılarda tespit edilmiştir. Aksine mantarlarda, alglerde veya bitkilerde bulunmazlar.

yapı

Sialik asitler, esas olarak yüzey glikoproteinlerinin ve glikolipidlerin terminal kısmında meydana gelir ve bu glikokonjugatlara büyük çeşitlilik sağlar. Diferansiyel "sialilasyon" modelleri, dokuya özgü glikosiltransferazların (sialiltransferazlar) ekspresyonunun ürünleridir.

Yapısal olarak, sialik asitler N-asillenmiş yaklaşık 40 doğal nöraminik asit türevi ailesine aittir ve iki "ana" yapıya yol açar: N-asetilnöraminik asit (Neu5Ac) veya N-glikolil nöraminik asit (Neu5Gc) .

Yapısal özellikleri arasında 5 pozisyonunda bir amino grubunun (modifiye edilebilen) ve pozisyon l'de fizyolojik pH'ta iyonize olabilen bir karboksilik grubun varlığı yer alır. C-6 konumunda oksijeni giderilmiş bir C-3 karbon ve bir gliserol molekülü.

Karbonların sayımı ile bir sialik asit molekülünün şeması (Kaynak: Kullanıcı: Wikimedia Commons aracılığıyla glikoform)

Birçok türev, C-4, C-7, C-8 ve C-9 pozisyonlarındaki hidroksil gruplarının asetil, glikol, laktil, metil, sülfat ve fosfat kısımları ile ikame edilmesinden kaynaklanır; yanı sıra C-2 ve C-3 arasında çift bağların eklenmesi.

Doğrusal terminal konumunda, bir sialik asit kısmının bir oligosakarit zincirine bağlanması, sialik asidin C-2 anomerik karbonunun hidroksil grubu ile C-3, C-karbonlarının hidroksil grupları arasında bir a-glukosidik bağı içerir. Monosakkarit kısmının 4 veya C-6'sı.

Bu bağlantılar galaktoz artıkları, N-asetilglukozamin, N-asetilgalaktozamin ve bazı benzersiz gangliositlerde glikoz arasında olabilir. N-glikosidik veya O-glikosidik bağlar yoluyla oluşabilirler.

Özellikleri

Sialik asitlerin, parazitik organizmaların konakçı organizma içinde hayatta kalmasına yardımcı olduğu düşünülmektedir; bunun örnekleri, sialik asit metabolizma enzimlerini (sialidazlar veya N-asetilnöraminik liyazlar) üreten memeli patojenleridir.

Genel olarak glikoproteinlerin, serumun, mukozanın glikoproteinlerinin, hücre yüzey yapılarının bir parçası veya kompleks karbonhidratların bir parçası olarak sialik asitlerin varlığı rapor edilmemiş hiçbir memeli türü yoktur.

İnsanların, sığırların, koyunların, köpeklerin ve domuzların süt ve kolostrumundaki asidik oligosakkaritlerde ve ayrıca sıçanların ve insanların idrarının bir parçası olarak bulunmuştur.

Hücre yapışma süreçlerinde rol

Siyalik asit parçalarına sahip glikokonjugatlar, komşu hücreler ve hücreler ve çevreleri arasındaki bilgi alışverişi işlemlerinde önemli bir rol oynar.

Hücre zarlarında sialik asidin varlığı, yüzeyde negatif bir yük oluşmasına katkıda bulunur, bu da hücreler ve bazı moleküller arasındaki bazı elektrostatik itme olaylarında olumlu sonuçlar doğurur.

Ek olarak, negatif yük, zardaki sialik asitlere, pozitif yüklü iyonların taşınmasında bir rol verir.

Endotelyum ve epitelin glomerüler bazal membrana bağlanmasının sialik asit ile kolaylaştırıldığı ve bunun da bu hücreler arasındaki teması etkilediği bildirilmiştir.

Kan hücresi bileşenlerinin yaşam süresindeki rolü

Sialik asit, eritrositlerin plazma zarında bulunan glikoforin A'nın bir parçası olarak önemli işlevlere sahiptir. Bazı çalışmalar, sialik asit içeriğinin bu hücrelerin yaşıyla ters orantılı olduğunu göstermiştir.

Siyalik asidin degradasyonundan sorumlu olan nöraminidaz enzimleriyle işlem gören eritrositler, kan dolaşımındaki yarı ömürlerini 120 günden birkaç saate kadar büyük ölçüde azaltır. Aynı durum trombositlerde de gözlemlenmiştir.

Trombositler, yüzey proteinlerinde sialik asit yokluğunda yapışma ve toplanma kapasitelerini kaybeder. Lenfositlerde sialik asit, hücre yapışma ve tanıma süreçlerinde ve ayrıca yüzey reseptörleri ile etkileşimde önemli bir rol oynar.

Bağışıklık sistemindeki işlevler

Bağışıklık sistemi, zarlarda bulunan sialik asit modellerinin tanınmasına dayalı olarak kendi veya istilacı yapıları arasında ayrım yapabilir.

Sialik asit, nöraminidaz ve sialiltransferaz enzimlerinin yanı sıra önemli düzenleyici özelliklere sahiptir. Plazma membran glikokonjugatlarındaki sialik asidin terminal kısımları, maskeleme fonksiyonlarına veya membran reseptörleri olarak sahiptir.

Ek olarak, çeşitli yazarlar sialik asidin antijenik fonksiyonlara sahip olma olasılığını gündeme getirmişlerdir, ancak henüz kesin olarak bilinmemektedir. Bununla birlikte, sialik asit kalıntılarının maskeleme fonksiyonları hücre regülasyonunda çok önemlidir.

Maskeleme, sialik asit kısmının doğrudan antijenik karbonhidrat kalıntısını kaplamasına veya antijenik kısmı maskeleyen bir komşu glikokonjugatta bir siyalik asit olup olmadığına bağlı olarak doğrudan veya dolaylı bir koruyucu role sahip olabilir.

Bazı antikorlar, virüs nötralize edici özellikler sergileyen Neu5Ac tortularına sahiptir, çünkü bu immünoglobulinler, virüslerin hücre membranı üzerindeki yalnızca konjugatlara (sialik asit kısımları olan glikokonjugatlar) yapışmasını önleyebilir.

Diğer fonksiyonlar

Bağırsak yolunda sialik asitler, tüm organizma için gerekli olan yağlayıcı ve koruyucu özelliklere sahip müsinlerin bir parçası olduklarından eşit derecede önemli bir rol oynarlar.

Ek olarak, sialik asitler ayrıca taşıma, salgılama ve diğer metabolik süreçlerde yer aldıkları bronşiyal, mide ve bağırsak epitel hücrelerinin zarlarında da mevcuttur.

Hastalıklar

Çok sayıda hastalığın sialik asit metabolizmasında anormallikler içerdiği bilinmektedir ve bunlar siyalidoz olarak bilinir. Bunlardan en önemlileri, büyük miktarlarda serbest siyalik asitlerle idrarla atılımla karakterize edilen siyalüri ve Salla hastalığıdır.

İmmünolojik yapıdaki diğer hastalıklar, sialik asitin metabolizmasıyla ilgili anabolik ve katabolik enzimlerdeki değişikliklerle ilgilidir ve bu, glikokonjugatların sialik asit kısımlarıyla anormal bir şekilde birikmesine neden olur.

Muhtemelen zardaki siyalik asit eksikliğinden kaynaklanan kandaki trombosit seviyesindeki bir azalmadan oluşan trombositopeni gibi kan faktörleriyle ilgili bazı hastalıklar da bilinmektedir.

Von Willebrand hastalığı, trombositlerin kan damarı duvarının subendotelyal membran glikokonjugatlarına yapışma kabiliyetinde, glikosilasyon veya siyalilasyondaki eksiklikler veya eksikliklerden kaynaklanan bir kusura karşılık gelir.

Glanzmann trombastenisi, kökü trombositlerin zarında kusurlu glikoproteinlerin varlığı olan bir başka konjenital trombosit agregasyon bozukluğudur. Bu glikoproteinlerdeki kusurların, azaltılmış Neu5Ac içeriği ile ilişkili olduğu gösterilmiştir.

Referanslar

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S. ve Wothers, P. (2001). Organik Kimya (1. baskı). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, AV (2008). Kimyasal Glikosilasyon El Kitabı: Stereoseçicilik ve Terapötik Alaka Düzeyindeki Gelişmeler. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Sialik Asitlerin Biyolojisi. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Sialik Asitler: Kimya, Metabolizma ve İşlev. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C. ve Schauer, R. (1998). Sialik asitlerin yapısı, işlevi ve metabolizması. CMLS Hücresel ve Moleküler Yaşam Bilimleri, 54, 1330–1349.