Los azúcares nucleotídicos son las formas activadas de los monosacáridos . Los azúcares nucleótidos actúan como donantes de glicosilo en reacciones de glicosilación . Esas reacciones son catalizadas por un grupo de enzimas llamadas glicosiltransferasas .
Historia
El anabolismo de los oligosacáridos y, por lo tanto, el papel de los azúcares nucleotídicos no estaba claro hasta la década de 1950, cuando Leloir y sus colaboradores descubrieron que las enzimas clave en este proceso son las glicosiltransferasas. Estas enzimas transfieren un grupo glicosilo de un nucleótido de azúcar a un aceptor. [1]
Importancia biológica y energética
Para actuar como donantes de glicosilo, esos monosacáridos deben existir en una forma muy energética. Esto ocurre como resultado de una reacción entre el trifosfato de nucleósido (NTP) y el monofosfato de glicosilo (fosfato en el carbono anomérico ). El reciente descubrimiento de la reversibilidad de muchas reacciones catalizadas por glicosiltransferasa cuestiona la designación de nucleótidos de azúcar como donantes "activados". [2] [3] [4] [5] [6]
![Activation of Monosaccharides](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/9/90/Activatedmonosaccahride.png/600px-Activatedmonosaccahride.png)
Tipos
Hay nueve nucleótidos de azúcar en los seres humanos que actúan como donantes de glicosilo y se pueden clasificar según el tipo de nucleósido que los forma: [7]
- Difosfato de uridina: UDP-α-D-Glc , UDP-α-D-Gal , UDP-α-D-GalNAc , UDP-α-D-GlcNAc , UDP-α-D-GlcA , UDP-α-D-Xyl
- Difosfato de guanosina: GDP-α-D-Man , GDP-β-L-Fuc.
- Monofosfato de citidina: CMP-β-D- Neu5Ac ; en los seres humanos, es el único azúcar de nucleótido en forma de monofosfato de nucleótido.
- Difosfato de citidina: CDP-D- Ribitol (es decir, CMP- [fosfato de ribitol]); [8] aunque no es un azúcar, el fosfato de ribitol de alcohol de azúcar fosforilado se incorpora al matriglicano como si fuera un monosacárido.
En otras formas de vida se utilizan muchos otros azúcares y se utilizan varios donantes para ellos. Los cinco nucleósidos comunes se utilizan como base para un donante de azúcar nucleótido en algún lugar de la naturaleza. Como ejemplos, CDP-glucosa y TDP-glucosa dan lugar a varias otras formas de nucleótidos donantes de CDP y TDP-azúcar. [9] [10]
Estructuras
A continuación se enumeran las estructuras de algunos azúcares de nucleótidos (un ejemplo de cada tipo).
![]() | ![]() | ![]() |
UDP-Gal | CMP-Neu5Ac | GDP-Hombre |
Relación con la enfermedad
El metabolismo normal de los azúcares nucleotídicos es muy importante. Cualquier mal funcionamiento de cualquier enzima contribuyente dará lugar a una determinada enfermedad [11], por ejemplo:
- Miopatía por cuerpos de inclusión: es una enfermedad congénita resultante de la función alterada de la epimerasa UDP-GlcNAc.
- Distrofia corneal macular: es una enfermedad congénita resultante del mal funcionamiento de GlcNAc-6-sulfotransferasa.
- El trastorno congénito en la α-1,3 manosil transferasa dará como resultado una variedad de síntomas clínicos, por ejemplo, hipotonía, retraso psicomotor, fibrosis hepática y diversos problemas de alimentación.
Relación con el descubrimiento de fármacos
El desarrollo de estrategias quimioenzimáticas para generar grandes bibliotecas de nucleótidos de azúcar no nativos ha permitido un proceso denominado glicoaleatorización en el que estas bibliotecas de nucleótidos de azúcar sirven como donantes de glicosiltransferasas permisivas para permitir la glicosilación diferencial de una amplia gama de productos farmacéuticos y complejos basados en productos naturales. Guías. [12] [13]
Ver también
Referencias
- ^ Derek Horton (2008). "El desarrollo de la química y la biología de los carbohidratos". Química de carbohidratos, biología y aplicaciones médicas : 1–28. doi : 10.1016 / B978-0-08-054816-6.00001-X . ISBN 978-0-08-054816-6.
- ^ Zhang, C; Griffith, BR; Fu, Q; Albermann, C; Fu, X; Lee, IK; Pequeño; Thorson, JS (1 de septiembre de 2006). "Explotación de la reversibilidad de reacciones catalizadas por glicosiltransferasas de productos naturales". Ciencia . 313 (5791): 1291–4. doi : 10.1126 / science.1130028 . PMID 16946071 . S2CID 38072017 .
- ^ Zhang, C; Albermann, C; Fu, X; Thorson, JS (27 de diciembre de 2006). "La caracterización in vitro de la avermectina glicosiltransferasa iterativa AveBI revela la reversibilidad de la reacción y la flexibilidad de los nucleótidos del azúcar". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 128 (51): 16420–1. doi : 10.1021 / ja065950k . PMID 17177349 .
- ^ Zhang, C; Fu, Q; Albermann, C; Pequeño; Thorson, JS (5 de marzo de 2007). "La caracterización in vitro de la eritronólido micarosiltransferasa EryBV y su utilidad en la diversificación de macrólidos". ChemBioChem: una revista europea de biología química . 8 (4): 385–90. doi : 10.1002 / cbic.200600509 . PMID 17262863 . S2CID 45058028 .
- ^ Zhang, C; Moretti, R; Jiang, J; Thorson, JS (13 de octubre de 2008). "La caracterización in vitro de polieno glicosiltransferasas AmphDI y NysDI" . ChemBioChem: una revista europea de biología química . 9 (15): 2506-14. doi : 10.1002 / cbic.200800349 . PMC 2947747 . PMID 18798210 .
- ^ Gantt, RW; Peltier-Pain, P; Cournoyer, WJ; Thorson, JS (21 de agosto de 2011). "Uso de donantes simples para impulsar los equilibrios de reacciones catalizadas por glicosiltransferasa" . Biología química de la naturaleza . 7 (10): 685–91. doi : 10.1038 / nchembio.638 . PMC 3177962 . PMID 21857660 .
- ^ Prensa de laboratorio de Cold Spring Harbor Archivado el 8de julio de 2011en Wayback Machine Essentials of Glycobiology, segunda edición
- ^ Gerin I y col. (2016). "ISPD produce CDP-ribitol utilizado por FKTN y FKRP para transferir fosfato de ribitol en α-distroglicano" . Comunicaciones de la naturaleza . 7 : 11534. doi : 10.1038 / ncomms11534 . PMC 4873967 . PMID 27194101 .
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- ^ Xue M. He; Hung-wen Liu (2002). "Formación de azúcares inusuales: estudios mecanicistas y aplicaciones biosintéticas". Annu Rev Biochem . 71 : 701–754. doi : 10.1146 / annurev.biochem.71.110601.135339 . PMID 12045109 .
- ^ Enciclopedia de química biológica, volumen 2. 2004, Elsevier Inc. Hudson H. Freeze 302-307.
- ^ Langenhan, JM; Griffith, BR; Thorson, JS (noviembre de 2005). "Neoglycorandomization y glycorandomization quimioenzimático: dos herramientas complementarias para la diversificación de productos naturales". Revista de productos naturales . 68 (11): 1696–711. doi : 10.1021 / np0502084 . PMID 16309329 .
- ^ Gantt, RW; Peltier-Pain, P; Thorson, JS (octubre de 2011). "Métodos enzimáticos para glico (diversificación / aleatorización) de fármacos y moléculas pequeñas". Informes de productos naturales . 28 (11): 1811–53. doi : 10.1039 / c1np00045d . PMID 21901218 .
enlaces externos
- "Nucleótidos% 20 azúcares" "Nucleótidos azúcares" en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .