Kyselina N-glykolylneuraminová - N-Glycolylneuraminic acid

N-Kyselina glykolylneuraminová
Neu5Gc b-anomer.svg
Jména
Ostatní jména
GcNeu; NGNA; NeuNGl; Neu5Gc
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Vlastnosti
C11H19NE10
Molární hmotnost325,27 g / mol
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

N-Kyselina glykolylneuraminová (Neu5Gc) je kyselina sialová molekula nacházející se ve většině nelidských savců. Lidé nemohou syntetizovat Neu5Gc, protože lidský gen CMAH je nevratně mutován, i když se nachází v jiných lidoopech.[1] V lidských tkáních chybí kvůli inaktivaci genu kódujícího hydroxylázu kyseliny CMP-N-acetylneuraminové.[2] Gen CMAH kóduje pro CMP-Kyselina N-acetylneuraminová hydroxyláza, což je enzym odpovědný za CMP-Neu5Gc z CMP-N-acetylneuraminové (CMP-Neu5Ac) kyseliny.[3] Odhaduje se, že k této ztrátě CMAH došlo před 2-3 miliony let, těsně před vznikem rodu Homo.[4]

Neu5Gc úzce souvisí s běžně známým Kyselina N-acetylneuraminová (Neu5Ac ). Neu5Ac se liší o jediný atom kyslíku, který je přidán CMAH enzym v cytosol buňky. U mnoha savců jsou obě tyto molekuly přeneseny do Golgi aby mohly být přidány k mnoha glykokonjugáty. U lidí však Neu5Gc není přítomen.[4][5]

Eliminace genu Neu5Gc u lidí

Se ztrátou genu Neu5Gc a ziskem přebytku Neu5Ac to mělo ovlivnit interakce patogenů a lidí. Lidé by měli být méně náchylní k patogenům vázajícím Neu5Gc a více náchylní k patogenům vázajícím Neu5Ac. Předpokládá se, že lidští předkové postrádající produkci Neu5Gc přežili tehdy převládající malárie epidemický. Se vzestupem Plasmodium falciparum Jako parazit, který dnes způsobuje malárii, byli lidé opět ohroženi, protože tento nový kmen malárie měl u lidí závaznou přednost před erytrocyty bohatými na Neu5Ac.[4] Nejnovější výzkum ukazuje, že u lidí, kterým chybí červené krvinky Neu5Ac, je méně pravděpodobné, že dostanou malárii z parazitů, které ji způsobují.

Výskyt

Neu5Gc se vyskytuje u většiny savců, s výjimkou lidí, fretky, ptakopysk, západní plemena psů a Opice nového světa.[6]Stopové množství lze nalézt u lidí, i když gen kódující produkci Neu5Gc byl dávno vyloučen. Tato stopová množství pocházejí z konzumace zvířat v lidské stravě. Zdrojem jsou hlavně červená masa, jako je jehněčí, vepřové a hovězí maso. Lze jej také najít v mléčných výrobcích, ale v menší míře. Asi 1,1% identifikovaného Neu5Ac je ve skutečnosti Neu5Gc v reklamě syrovátkový protein.[7] Neu5Gc nelze nalézt u drůbeže a v rybách se vyskytuje pouze ve stopovém množství. To potvrzuje, že Neu5Gc se vyskytuje hlavně v potravinách savčího původu.[4] Lanolin v šamponu obsahuje také Neu5Gc.[8]

V roce 2017 se vědcům podařilo nepřímo identifikovat přítomnost Neu5GC z mnoha starověkých fosílií zvířat datovaných před více než milionem let, z nichž nejstarší byla datována na přibližně 4 Mya.[9]

Účinky na člověka

I když není známo, že by Neu5Gc byl produkován jakýmkoli mechanismem v lidském těle (kvůli nedostatku genů), naše těla interagují s biliony mikroorganismů, které jsou schopné složitých biologických reakcí. Uvádí se, že Neu5Gc se nachází v koncentraci v lidských rakovinách, stejně jako ve vzorcích stolice, což naznačuje, že lidé požívají Neu5Gc jako součást své stravy. Příjem je považován za makropinocytóza a kyselina sialová může být přenesena do cytosolu pomocí a sialin přepravce. Je možné, že imunitní systém poté rozpozná molekulu jako cizí a že navázání protilátek anti-Neu5Gc pak může způsobit chronický zánět. Tento předpoklad však ještě musí být konkrétně prokázán.[4] Další studie ukázaly, že lidé mají protilátky specifické pro Neu5Gc, často na vysokých úrovních.[3] Krmení Neu5Gc knockout myši Diety bohaté na Neu5Gc spolu s anti-Neu5Gc protilátkami (pokoušející se napodobovat lidský systém) způsobují u myší systémový zánět a je u nich pětkrát větší pravděpodobnost vývoje hepatocarcinomas.[10][11]. Studie zveřejněná v září 2018 však nenalezla žádné důkazy o tom, že expozice vyšším hladinám protilátek anti-Neu5gc zvýšila riziko rakoviny tlustého střeva. [12]

Absorpce a vylučování z potravy

Existuje základní vylučování Neu5Gc a je začleněno do všech částí těla, z nichž některé - muciny, vlasy, sliny, sérum a krev se běžně vylučují. Neu5Gc se rychle vstřebává ve střevním traktu, z nichž se některé přemění acylmannosaminy střevními buňkami a bakteriemi a přeměněn zpět na Neu5Gc v těle. Podle absorpční studie bylo přibližně 3–6% požité dávky Neu5Gc vyloučeno během 4–6 hodin, s maximální mírou vylučování za 2–3 hodiny a návratem k výchozím hodnotám do 24 hodin. U mucinů bylo pozorováno zvýšení od 1. do 4. dne, přičemž zvýšené bylo také zjištěno ve vlasech po požití.[8] Tato tabulka a tato tabulka (S3) ukazuje hladiny Neu5Gc v běžných potravinách.

Mechanismus absorpce

Kyseliny sialové jsou negativně nabité a hydrofilní, takže nepřekračují snadno hydrofobní oblasti buněčných membrán. Je to proto, že k absorpci Neu5Gc musí docházet endocytickou cestou. Přesněji řečeno, exogenní molekuly Neu5Gc vstupují do buněk endokontickými cestami nezávislými na klatrinu pomocí pinocytózy. Poté, co Neu5Gc vstoupil do buňky prostřednictvím pinocytózy, je molekula uvolněna lysozomální sialidázou. Molekula je poté přenesena do cytosolu transportérem lysozomální kyseliny sialové. Od této chvíle jsou Neu5Gc k dispozici pro aktivaci a přidání do glykokonjugáty. Protože se Neu5Gc zdá být vylepšen v přirozeně se vyskytujících nádorech a fetální nádory, navrhuje se, aby byl tento absorpční mechanismus zvýšen růstovými faktory.[13]

Viz také

Reference

  1. ^ Chou, Hsun-Hua; Takematsu, Hiromu; Diaz, Sandra; Iber, Jane; Nickerson, Elizabeth; Wright, Kerry L .; Muchmore, Elaine A .; Nelson, David L .; Warren, Stephen T .; Varki, Ajit (1998). „Mutace v lidské hydroxyláze CMP-kyselina sialová nastala po Homo-Pan divergence". Sborník Národní akademie věd. 95 (20): 11751–6. Bibcode:1998PNAS ... 9511751C. doi:10.1073 / pnas.95.20.11751. JSTOR  49259. PMC  21712. PMID  9751737. Shrnutí ležel – UCSD Health Sciences (25. září 1998).
  2. ^ Varki, Ajit (2001). „Ztráta kyseliny N-glykolylneuraminové u lidí: Mechanismy, důsledky a důsledky pro vývoj hominidů“. American Journal of Physical Anthropology. 116 (Suppl 33): 54–69. doi:10.1002 / ajpa.10018. PMC  7159735. PMID  11786991.
  3. ^ A b Ghaderi, Darius; Taylor, Rachel E; Padler-Karavani, Vered; Diaz, Sandra; Varki, Ajit (2010). „Důsledky přítomnosti kyseliny N-glykolylneuraminové v rekombinantních terapeutických glykoproteinech“. Přírodní biotechnologie. 28 (8): 863–7. doi:10.1038 / nbt.1651. PMC  3077421. PMID  20657583.
  4. ^ A b C d E Varki, Ajit (2010). „Jedinečně lidská evoluce genetiky a biologie kyseliny sialové“. Sborník Národní akademie věd. 107 (Suppl 2): ​​8939–46. Bibcode:2010PNAS..107,8939V. doi:10.1073 / pnas.0914634107. PMC  3024026. PMID  20445087.
  5. ^ Dankwa, Selasi (04.04.16). „Varianta starověké lidské kyseliny sialové omezuje vznikajícího zoonotického parazita malárie“. Příroda komunikace. 7: 11187. doi:10.1038 / ncomms11187. PMC  4822025. PMID  27041489. Zkontrolujte hodnoty data v: | datum = (Pomoc)
  6. ^ Ng, Preston S.K .; Böhm, Raphael; Hartley-Tassell, Lauren E .; Steen, Jason A .; Wang, Hui; Lukowski, Samuel W .; Hawthorne, Paula L.; Trezise, ​​Ann E.O .; Coloe, Peter J .; Grimmond, Sean M .; Haselhorst, Thomas; von Itzstein, Mark; Paton, Adrienne W .; Paton, James C .; Jennings, Michael P. (2014). „Fretky výhradně syntetizují Neu5Ac a exprimují přirozeně humanizované receptory viru chřipky A“. Příroda komunikace. 5: 5750. doi:10.1038 / ncomms6750. PMC  4351649. PMID  25517696.
  7. ^ van Leeuwen, Sander S .; Schoemaker, Ruud J. W .; Timmer, Christel J. A. M .; Kamerling, Johannis P .; Dijkhuizen, Lubbert (2012). „N- a O-glykosylace komerčního produktu z hovězí syrovátkové bílkoviny“. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60 (51): 12553–12564. doi:10.1021 / jf304000b. PMID  23194161.
  8. ^ A b Tangvoranuntakul, P; Gagneux, P; Diaz, S; Bardor, M; Varki, N; Varki, A; Muchmore, E (2003). „Příjem člověka a zabudování imunogenní nelidské kyseliny dietní sialové“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100 (21): 12045–50. Bibcode:2003PNAS..10012045T. doi:10.1073 / pnas.2131556100. PMC  218710. PMID  14523234.
  9. ^ Bergfeld, Anne K .; Lawrence, Roger; Diaz, Sandra L .; Pearce, Oliver M. T .; Ghaderi, Darius; Gagneux, Pascal; Leakey, Meave G .; Varki, Ajit (2017). „N-glykolylové skupiny nelidských chondroitin sulfátů přežívají ve starověkých fosíliích“. Sborník Národní akademie věd. 114 (39): E8155 – E8164. doi:10.1073 / pnas.1706306114. ISSN  0027-8424. PMC  5625913. PMID  28893995.
  10. ^ Samraj, AN; Pearce, OM; Läubli, H; Crittenden, AN; Bergfeld, AK; Banda, K; Gregg, CJ; Bingman, AE; Secrest, P; Diaz, SL; Varki, NM; Varki, A (2015). „Glykan získaný z červeného masa podporuje zánět a progresi rakoviny“. Sborník Národní akademie věd. 112 (2): 542–7. doi:10.1073 / pnas.1417508112. JSTOR  49259. PMC  4299224. PMID  25548184.
  11. ^ http://health.ucsd.edu/news/releases/Pages/2014-12-29-sugar-molecule-in-red-meat-linked-to-cancer.aspx
  12. ^ Soulillou, J. P .; Süsal, C .; Döhler, B .; Opelz, G. (2018). „Žádné zvýšení rizika rakoviny tlustého střeva po indukci králičími anti-T-buněčnými IgG (ATG) nesoucími Neu5Gc u příjemců transplantací ledvin“. Rakoviny. 10 (9): 324. doi:10,3390 / rakoviny 10090324. PMC  6162487. PMID  30213027.
  13. ^ Bardor, Muriel; Nguyen, Dzung H .; Diaz, Sandra; Varki, Ajit (2004). "Mechanismus příjmu a zabudování nelidské kyseliny sialové N-glykolylneuraminové kyseliny do lidských buněk". Journal of Biological Chemistry. 280 (6): 4228–37. doi:10.1074 / jbc.m412040200. PMID  15557321.

Další čtení