Link glicosídico O que é, características, tipos, nomenclatura

O Links glicosídicos São as ligações covalentes que ocorrem entre açúcares (carboidratos) e outras moléculas, que podem ser outros monossacarídeos ou outras moléculas de natureza diversa. 

Esses links possibilitam a existência de múltiplos componentes fundamentais para a vida, não apenas na formação de combustíveis de reserva e elementos estruturais, mas também de moléculas de transporte de informações essenciais para comunicação celular.

A formação de polissacarídeos depende fundamentalmente do estabelecimento de títulos glicosídicos entre álcoois ou grupos hidroxila livres de unidades de monossacarídeos individuais.

Exemplo de ligação glicosídica em glicogênio (fonte: Glykogen.SVG-Neurotkerrivative-Work-Marek-M-Public Domain via Wikimedia Commons)

Os vínculos glicosídicos ocorrem em vários contextos celulares, incluindo a união do grupo principal polar de alguns esfingolipídios, constituintes essenciais das membranas celulares de muitos organismos e a formação de glicoproteínas e proteoglicanos.

Polissacarídeos importantes, como celulose, quitina, ágar, glicogênio e amido, não seriam possíveis sem ligações glucosídicas. Da mesma forma, a proteína glicosilação, que ocorre no retículo endoplasmático e no complexo de Golgi, é da maior importância para a atividade de muitas proteínas.

Caracteristicas

As ligações glicosídicas são muito mais variadas do que seus análogos em proteínas e ácidos nucleicos, pois, em princípio.

Além disso, os isômeros dos monossacarídeos, ou seja, uma das duas orientações que o grupo hidroxila pode ter na estrutura cíclica em relação ao carbono anomérico, fornece um nível adicional de diversidade.

Os isômeros têm diferentes estruturas tridimensionais, bem como diferentes atividades biológicas. A celulose e o glicogênio consistem em unidades repetidas de d-glicose, mas diferem em termos do tipo de ligação glucosídica (α1-4 para glicogênio e β1-4 para celulose) e, portanto, eles têm propriedades e funções diferentes.

Assim como os polipeptídeos têm uma polaridade com uma extremidade n e outra C-, e os polinucleotídeos têm 5 e 3 ', os polissacarídeos oligo-ou.

A extremidade redutora possui um centro anômérico livre que não forma um vínculo glicosídico com outra molécula, por isso retém a reatividade química do aldeído.

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A ligação glucosídica é a região mais flexível de um polissacarídeo oligo-ou.

Formação de ligação glicosídica

A ligação glucosídica pode se juntar a duas moléculas monossacarídeos através de uma e o grupo hidroxil do outro. Ou seja, o grupo hemiacetal de um açúcar reage com o grupo álcool de outro para formar um acetal.

Em geral, a formação desses links ocorre por reações de condensação, onde uma molécula de água é liberada com cada link que é formado.

No entanto, em algumas reações, o oxigênio não abandona a molécula de açúcar como água, mas como parte do grupo difosfato de um nucleotídeo de difosfato uridina.

As reações que dão origem a ligações glucosídicas são catalisadas por uma classe de enzimas conhecidas como glicosiltransferases. Eles são formados entre um açúcar covalentemente modificado pela adição de um grupo fosfato ou de um nucleotídeo (glicose 6-fosfato, UDP-galactose, por exemplo) que se liga à cadeia de crescimento no cultivo de polímero.

Hidrólise da ligação glicosídica

As ligações glicosídicas podem hidrolisar facilmente em ambientes levemente ácidos, mas resistem aos ambientes alcalinos bastante.

A hidrólise enzimática de ligações glucosídicas é mediada por enzimas conhecidas como glicosidases. Muitos mamíferos não possuem essas enzimas para degradação da celulose, portanto não conseguem extrair energia desse polissacarídeo, apesar de ser uma fonte de fibra essencial.

Ruminantes como vacas, por exemplo, têm bactérias associadas ao intestino que produzem enzimas capazes de degradar a celulose que comem, o que os torna capazes de tirar proveito da energia preservada nos tecidos vegetais.

A enzima lisa, produzida nas lágrimas do olho e por alguns vírus bacterianos, é capaz de destruir bactérias graças à sua atividade hidrolítica, que quebra a ligação glicosídica entre a n-acetilglucosamina e o ácido n-acetilmuramico na parede celular do bactérias.

Diversidade

Os oligossacarídeos, polissacarídeos ou glicanos são moléculas muito diversas e isso se deve às várias maneiras pelas quais os monossacarídeos podem se unir, formando estruturas de ordem superior.

Essa diversidade começa com o fato, como mencionado acima, que os açúcares têm grupos hidroxila que permitem diferentes regiões da união e que os títulos podem ocorrer entre os dois possíveis estereoisômeros em relação ao carbono anomérico de açúcar (α ou β).

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Links glicosídicos podem ser formados entre um açúcar e qualquer composto hidroxilado, como álcoois ou aminoácidos.

Além disso, um monossacarídeo pode formar duas ligações glucosídicas, para que possa servir como um ponto de ramificação, introduzindo uma complexidade potencial na estrutura de glicanos ou polissacarídeos nas células.

Pessoal

Quanto a tipos de ligações glucosídicas, duas categorias podem ser diferenciadas: as ligações glucosídicas entre monossacarídeos que constituem os oligo- e polissacarídeos e as ligações glucosídicas que ocorrem em glucoproteínas ou glucolipídios, que são proteínas ou lipídios com carboidrates.

Links O-Glucosídicos

Os vínculos O-glicosídicos ocorrem entre monossacarídeos, são formados pela reação entre o grupo hidroxila de uma molécula de açúcar e o carbono anomérico de outro.

Os dissacarídeos são dos oligossacarídeos mais comuns. Os polissacarídeos têm mais de 20 unidades de monossacarídeos unidos linearmente e às vezes têm várias ramificações.

Exemplo de Link O-Glucosídico (Fonte: Tpirojsi [Domínio Público] via Wikimedia Commons)

Em dissacarídeos como maltose, lactose e sacarose, a ligação glucosídica mais comum é o tipo O-glicosídico. Esses links podem ocorrer entre carbonos e -oh de formas isoméricas α ou β.

A formação de ligações glucosídicas em oligo e polissacarídeos dependerá da natureza estereoquímica dos açúcares que são unidos, bem como seu número de átomos de carbono. Em geral, para açúcares com 6 carbonos, ocorrem ligações lineares entre os carbonos 1 e 4 ou 1 e 6.

Existem dois tipos principais de O-Os glicosídeos que, dependendo da nomenclatura, são definidos como α e β ou 1.2-Cis e 1.2-Trans-glicosídeos.

O lixo 1.2-Cis Glicosilado, α-glicosídeos para D-glicose, D-galactose, L-fucosa, D-xilosa ou β-glicosídeos para a D-mana, L-Yarabinosa; bem como 1.2-Trans (β-glicosídeos para D-glicose, D-galactose e α-glicosídeos para D-Many, etc.), são de grande importância para muitos componentes naturais.

O-glicosilação

Uma das modificações pós -traducionais mais comuns é a glicosilação, que consiste na adição de uma porção de glicimento a um peptídeo ou proteína em crescimento. Mucinas, proteínas de secreção, podem conter grandes quantidades de cadeias de oligossaccharídeos ligadas por ligações O-glucosídicas.

O processo de O -glicosilação ocorre no complexo de Golgi dos eucariotos e consiste na união de proteínas à porção glucida através de uma ligação glicosídica entre o grupo -OH de um resíduo aminoácido de serina ou treonina e o carbono anomérico de açúcar.

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A formação dessas ligações entre carboidratos e hidroxilisina e hidroxilisina e o grupo fenólico de resíduos de tirosina também foi observado.

Links n-glucosídicos

Os links N-glicicosídicos são os mais comuns entre as proteínas glicosiladas. A N-glicosilação ocorre principalmente no retículo endoplasmático de eucariotos, com modificações subsequentes que podem ocorrer no complexo de Golgi.

Exemplo de link n-glucosídico (fonte: tpirojsi [domínio público], via Wikimedia Commons)

A n-glicosilação depende da presença da sequência de consenso ASN-XXX-Série/THR. A ligação glicosídica ocorre entre o nitrogênio da cadeia lateral de asparagina e carbono anomérico de açúcar que se liga à cadeia peptídica.

A formação dessas ligações durante a glicosilação depende de uma enzima conhecida como oligosacariltransferase, que transfere os oligossacarídeos de um fosfato dolicol para o nitrogênio do resíduo de asparagina.

Outros tipos de links glucosídicos

Links S-glucosídicos

Eles também ocorrem entre proteínas e carboidratos, foram observados entre peptídeos com cisteínas N-terminais e oligossacarídeos. Os peptídeos com esse tipo de links foram inicialmente isolados da proteína na urina e eritrócitos humanos ligados a oligossacarídeos de glicose.

Links c-glucosídicos

Eles foram observados pela primeira vez como uma modificação pós -translacional (glicosilação) em um resíduo de triptofano em rnasa 2 presente na urina humana e no eritrócito 2. Uma mão é ligada ao carbono da posição 2 do núcleo de aminoácidos por meio de uma ligação c-glucosídica.

Nomenclatura

O termo glicosídeo é usado para descrever qualquer açúcar cujo grupo anomérico seja substituído por um grupo -ou (o -glicosídeos), -sr (TioglyCosídeos), -ser (selenoglucosídeos), -nr (n -glicosídeos ou glucosaminas) ou pares (C-glucosídeos).

Eles podem ser nomeados de três maneiras diferentes:

(1) Substituindo o terminal "-o" do nome da forma cíclica correspondente do monossacarídeo por "-ido" e escrevendo antes, como uma palavra diferente, o nome do grupo R Grupo R de substituição R.

(2) Usando o termo "glicosiloxi" como um prefixo do nome do monossacarídeo.

(3) usando o termo QUALQUER-glicosil, N-glicosil, S-glicosil ou C-glicosil como prefixo para o nome do composto hidroxilado.

Referências

1. Nelson, d. eu., & Cox, M. M. (2009). Lehninger Principles of Biochemistry. Edições Omega (5ª ed.).
2. Nomenclatura de carboidratos (recomendações 1996). (mil novecentos e noventa e seis). Recuperado de www.Qmul.AC.Reino Unido