Nukleotidsacharidy predstavujú aktivovanú formu monosacharidov. Skladajú sa zo sacharidu a nukleoziddifosfátu. Nukleotidsacharidy sú donormi glykozylových skupín v glykozylačných reakciách. Tieto reakcie sú katalyzované enzýmami, ktoré sa nazývajú glykozyltransferázy.

História

Anabolizmus oligosacharidov (a teda i úloha nukleotidsacharidov) nebol úplne jasný až do 50. rokov 20. storočia, kedy sa Luisovi Leloirovi a jeho spolupracovníkom podarilo nájsť kľúčové enzýmy tohto procesu, ktoré predstavovali glykozyltransferázy. Tieto enzýmy presúvajú glykozylovú skupinu z nukleotidsacharidu na akceptorovú molekulu.^[1]

Biologický význam a energetika

Sacharidy musia existovať vo vysokoenergetickej podobe, aby ich bolo možné využiť na prenos glykozylovej skupiny. Vysokoenergetický forma vzniká v reakcii medzi nukleozittrifosfátom (NTP) a glykozylmonofosfátom (sacharidom, ktorý má naviazaný fosfát na anomérnom uhlíku). Nedávny objav reverzibility mnohých reakcií, ktoré sú katalyzované glykozyltransferázami, však zneisťuje označenie nukleotidsacharidov ako "aktivovaného" donorov.^{[2][3][4][5][6]}

Druhy

U ľudí existuje deväť rôznych nukleotidsacharidov, ktoré sa využívajú ako donory glykozylových skupín. Je možné ich kategorizovať podľa toho, ktorý nukleozid obsahujú:^[7]

• Uridíndifosfát (UDP): UDP-α-D-Glc, UDP-α-D-Gal, UDP-α-D-GalNAc, UDP-α-D-GlcNAc, UDP-α-D-GlcA, UDP-α-D-Xyl
• Guanozíndifosfát (GDP): GDP-α-D-Man, GDP-β-L-Fuc
• Cytidíndifosfát (CDP): CDP-D-Ribitol (teda CMP-ribitolfosfát)^[8]
  • I keď ribitol nie je sacharid, ale sacharidový alkohol, fosforylovaný ribitol sa zabudováva do matriglykánu ako keby to bol monosacharid
• Cytidínmonofosfát (CMP): CMP-β-D-Neu5Ac
  • Toto je u ľudí jediný nukleotidsacharid, ktorý je prítomný ako monofosfát

U iných foriem života existuje mnoho ďalších sacharidov, ktoré sa využívajú, a mnoho ďalších donorov, ktoré ich prenášajú. Rôzne organizmy využívajú všetkých päť bežných nukleozidov ako základ nukleotidsacharidov. CDP-glukóza a TDP-glukóza napríklad umožňujú vznik rôznorodých nukleotidsacharidov na báze CDP a TDP^[9][10] a ADP-glukózu využívajú baktérie na syntézu glykogénu a rastliny na syntézu škrobu.^[11]

Štruktúra

Nižšie sú zobrazené štruktúry niekoľkých nukleotidsacharidov (príklady UDP-, CMP a GDP-sacharidov).

• 

  UDP-Gal

• 

  CMP-Neu5Ac

• 

  GDP-Man

Vznik ochorení

Normálny metabolizmus nukleotidsacharidov je veľmi dôležitý. Akákoľvek jeho porucha ktoréhokoľvek enzýmu v tomto metabolizme môže viesť k nejakej chorobe,^[12] napríklad:

1. Myozitída s inklúznymi telieskami: vrodená porucha, ktorá vzniká nesprávnou funkciou UDP-GlcNAc epimerázy
2. Makulárna korneálna dystrofia: vrodená porucha, ktorá vzniká nesprávnou funkciouGlcNAc-6-sulfotransferázy
3. Vrodená porucha α-1,3-manozyltransferázy vedie k rôznym klinickým symptómom, napríklad hypotónii, psychomotorickej retardácii, fibróze pečene a rôznych problémom s kŕmením

Objav liekov

Vývoj chemoenzymatických stratégii na tvorbu veľkých knižníc neprírodných nukleotidsacharidov umožnil proces zvaný glykorandomizácia. V tomto procese sa táto knižnica nukleotidsacharidov využíva ako základ pre dostupné glykozyltransferázy, čo umožňuje rôznu glykozyláciu mnohých farmaceutík a komplexných zlúčenín založených na prírodných látkach.^[13][14] Tieto procesy využívajú promiskuitu glykozyltransferáz na naviazanie sacharidov na rôzne zlúčeniny. Dochádza tu k naviazaniu rôznych sacharidov, čím sa menia vlastnosti jednotlivých látok.

Referencie

Pozri aj

• Metabolizmus nukleotidsacharidov

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Nucleotide sugar na anglickej Wikipédii.