Heptosas egenskaper, biologisk betydelse, syntes

De heptosas De är monosackarider som har sju kol och vars empiriska formel är c₇H₁₄ANTINGEN₇. Dessa sockerarter, såsom andra monosackarider, är polyhydroxylerade och kan vara: aldoheptosaser, som har en aldehydfunktion i kol en, eller keteptosaser, som har en cetona -grupp i kol 2.

Heptosaser syntetiseras i metaboliska vägar, såsom Calvin -cykeln med fotosyntes och den icke -oxidativa fasen av syndfosfat. De är beståndsdelar i lipo-polysackariderna (LPS) på cellväggen i Gram-negativa bakterier som Escherichia coli, Kleb sp., Neisseria sp., Proteus sp., Pseudomonas sp., Salmonella sp., Shigella sp., och Vibrio sp.

[TOC]

Egenskaper

Heptosaserna, liknande hexoser, finns främst i deras cykliska form. Aldoheptosaser har fem asymmetriska kol och cykling som bildar en piranosa. Däremot har keteptosaser fyra asymmetriska kol, där de också bildar pyrosor.

En mycket vanlig naturlig keteptos i levande organismer är benoheptulosa. Detta socker är viktigt vid bildandet av hexous sockerarter i fotosyntes och kolhydratmetabolism hos djur.

När tan-heptula värms upp i en utspädd mineralsyra, bildar den en mineralblandning i jämvikt, där 80% är kristalliserad som 2,7-anhydro-p-D.

Den kemiska bestämningen av heptosaser görs med svavelsyra och cystein, difenylamin och floroglucinol. Under vissa förhållanden är det möjligt att differentiera heptosaserna i andra sockerarter. Det kan till och med skilja mellan aldoheptosas och keteptosaser.

Många aldoheptosaser har den glyce-d-man-man-man-konfigurationen. Heptosaserna, bredvid åtta-kol-keto-socker-syran (3-OCO-D-GALO-2-oktoseonsyra, ett KDO-socker), är strukturella komponenter i LPS, i det yttre membranet i lipid-tvåskiktet av bakterier av bakterier.

LPS kan extraheras med en blandning på 45% i vatten. Sedan kan KDO -heptosaser och sockerarter identifieras med kolorimetriska och kromatografiska tekniker.

Biologisk betydelse av heptosaser

I fotosyntes och på vägen för pentosfosfat

I kloroplaststroma finns enzymerna som omvandlar trioasfosfat, glyceraldehyd-3-fosfat och dihydroxyacetonfosfat, producerat av assimilering av CO₂, I stärkelse. Bildningen av trioasfosfat och återhämtning av kol, för att starta etablering av CO₂, De utgör två steg i Calvin -cykeln.

Under kolåtervinningssteget är enzymet aldolas ansvarigt för att omvandla erytrous 4-fosfat (en fyra-kolmetabolit (E4P)) och fosfatdihydroxikychicoton (en tre-kolmetabolit) till 1,7-biphosfat.

Denna keteptos transformeras av flera steg, enzymatiskt katalyserad, i 1,5-bifampati ribulöst.

Ribulosa 1,5-bifosfat är startmetaboliten i Calvin-cykeln. Å andra sidan, biosyntesen av 7-fosfat (S7P). I detta fall förvandlar verkan av ett transcetolas två pentosfosfat till S7P och glyceraldehyd-3-fosfat (GAP).

Sedan, genom två steg katalyserade av ett transaldolas och ett transcetolas, förvandlas S7P och gapet till fruktos-6-fosfat och gap. Båda är glykolysmetaboliter.

I Lipo-Polisaccharides (LPS) av bakterier

Heptosaserna finns i lipo-polysackariderna och polysackariderna i bakteriekapseln. Det strukturella motivet för LPS från Enterobacteria består av lipid A, som består av en 2-amino-2-zoxi-D-glukosdimer förenad med länk efter länk p-(1®6). Den har två fosfatestrar och fettsyragrupper med lång kedja.

Lipid A är kopplad till en central region med hjälp av en bro med tre KDO -sockerarter och cetodeoxyoctulooctulo -cylocyls, förenade av glykosidiska länkar (2®7). Denna region är kopplad till heptosase L-glycero-d-manseptosea, med alfa-anomerisk konfiguration. Det finns en o-antigen region.

Detta strukturella motiv finns i Gram -negativa bakterier, till exempel Escherichia coli, Kleb sp., Yersinia sp., Pseudomonas sp., Salmonella sp., liksom andra patogenabakterier.

Det finns varianter av heptosas som inkluderar olika konfigurationer av stereocentro hos pyranerna i oligosackariderna, liksom sidokedjor i polysackariderna. D-glycero-d-man-heptopiranosilen finns i Enterocolitics Yersinia, Coxiella burnetti, Mannheimia hemolitisk, Hydrofila aeromoner och Salmonicide vibrio.

Heptosaserna D-glycero-d-gumano-heptosas finns som sidokedjenheter i det yttre området i stammarna av stammar av stammar av Proteus och Haemophilus influenzae; och som korta oligomera sidokedjor kopplade av a-(1®3) eller a-(1®2), tillsammans med den strukturella orsaken till LPS av Klebsiella pneumonie.

I stammar av Vibrio kolera, O-antigen-regionen har D-Glicher-d-man-hepts med både anomera konfigurationer (Alfa och Beta).

I bakterier glykoproteiner

Skikten av ytan (lager S) består av identiska proteinsubenheter, som täcker det i en tvådimensionell organisation. De finns i gram-positiva och gram-negativa bakterier och arkeobakterier. Proteinerna i detta skikt har glykopeptider som är långsträckta av polysackaridkedjor.

Glykoproteinerna av Aneurinibacillus themoaerophilus, En positiv grambakterie har upprepade enheter av disackarider ®3) -Dglycer-p-D-Man-HEPP- (1®4)-a-L-RHAP- (1® i CAPA S.

En av funktionerna hos glykoproteiner är vidhäftning. Till exempel finns det ett glykoprotein som mätte vidhäftning som ett autotransport (AIDA-I) -protein i stammar av OCH. coli. Glicoprotein-biosyntes sker genom glykosiltransfrays, såsom heptosyltransferas, som behöver ADP glycero-man-man.

Syntes

Kemisk syntes och kombinationen av kemiska och enzymatiska metoder för heps fosfat och heptosas-nukleotidaktiverad har tillåtit att belysa de metaboliska vägar som används av mikroorganismer för att producera dessa ämnen.

Många syntesmetoder förbereder hand-heptosas 6-epimeriker för att syntetisera L-glycero-d-gum. Dessa metoder är baserade på förlängningen av kedjan från anomera kol eller aldehydgrupp, med Grignard -reagens. Glykosilationer utförs i närvaro av skyddsgrupper.

På detta sätt finns det stereokontrol som bevarar konfigurationen a-Anomerisk. Anomeriska och derivat tioglykosider trikloracetimidat. De senaste procedurerna innebär den selektiva utbildningen av p-Heptosider och derivat 6-deoxi-heposider.

Biosyntesen av heptosas-nukleotidaktiverad börjar från 7-fosfatbeleptulosa. Det har föreslagit ett fosfomutasformat heptosylanomiskt fosfat. Sedan överför en heptosyl bildningen av ADP D-glycero-d-manme-heptos.

Slutligen ändrar ett epicheras konfigurationen av ADP D-glycero-d-manme-heptos till ADP L-Glycero-D-Gallo-heptos.

Dessutom har kemiska studier genomförts för att känna till mekanismerna genom vilka dessa enzymer utför katalysen. Till exempel använder de bensyl Bencila.

Behandlingen med saltsyran förvandlar hand -koloniskt derivat till diazoceton. Fosfordiazobens.

Referenser

1. Collins, s. M. 2006. Ordbok av kolhydraater med CD-ROM. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton.
2. Cui, s. W. 2005. Matkolhydrater: Kemi, fysiska egenskaper och applikationer. CRC Press, Boca Raton.
3. Ferrier, r. J. 2000. Kolhydratkemi: monosackarider, disackarider och specifika oligosackarider. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
4. Hofstad, T. 1974. Distributionen av heptos och 2-keto-3-deoxy-mektonat i Bacteroidaceae. Journal of General Microbiology, 85, 314-320
5. Kosma, s. 2008. Förekomst, syntes och biosyntes av bakteriell heptos. Aktuell organisk kemi, 12, 1021-1039.
6. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2017. Lehninger principer för biokemi. W. H. Freeman, New York.
7. Pigman, w. 1957. Kolhydraterna: kemi, biokemi, fysiologi. Academic Press, New York.
8. Pigman, w., Horton, D. 1970. Kolhydraterna: kemi och biokemi. Academic Press, New York.
9. Sinnott, m. L. 2007. Kolhydratkemi och biokemi struktur och mekanism. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
10. Stick, r. V., Williams, s. J. 2009. Kolhydrater: livets väsentliga molekyler. Elsevier, Amsterdam.
11. Voet, D., Voet, j. G., Pratt, C. W. 2008. Fundamentals of Biochemistry - Life på molekylnivå. Wiley, Hoboken.