Lacto- N- tetraose -Lacto-N-tetraose
Estrutura química de lacto- N- tetraose
|
|
Nomes | |
---|---|
Nome IUPAC preferido
N - [(1 2 R , 1 3 R , 1 4 S , 1 5 R , 1 6 R , 3 2 S , 3 3 R , 3 4 R , 3 5 S , 3 6 R , 5 2 S , 5 3 R , 5 4 S , 5 5 S , 5 6 R , 7 2 R , 7 3 S , 7 4 R , 7 5 R , 7 6 Ξ ) -1 3 , 1 4 , 1 5 , 3 5 , 5 3 , 5 5 , 7 4 , 7 5 , 7 6 -Nonahidroxi-1 6 , 3 6 , 5 6 , 7 2 -tetraquis (hidroximetil) -2,4,6-trioxa-1 (2), 3,5 (4, 2), 7 (3) -tetraquis (oxana) heptafan-3 3 -il] acetamida |
|
Outros nomes
β- D -Gal- (1 → 3) -β- D -GlcNAc- (1 → 3) -β- D -Gal- (1 → 4) - D -Glc
|
|
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol )
|
|
ChEBI | |
ChEMBL | |
ChemSpider | |
KEGG | |
PubChem CID
|
|
Painel CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Propriedades | |
C 26 H 45 N O 21 | |
Massa molar | 707,632 g · mol −1 |
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
Referências da Infobox | |
Lacto- N- tetraose é um açúcar complexo encontrado no leite humano . É um dos poucos oligossacarídeos do leite humano (HMOs) caracterizados e é sintetizado enzimaticamente a partir do substrato lactose . É biologicamente relevante no desenvolvimento inicial da flora intestinal infantil .
Estrutura
Lacto- N- tetraose é um tetrassacarídeo composto de galactose , N- acetilglucosamina e monossacarídeos de glicose unidos por ligações β em uma cadeia linear. Tem a fórmula química C 26 H 45 NO 21 , compartilhada com seu isômero oligossacarídeo de leite humano relacionado, lacto- N- neotetraose.
É um açúcar redutor com um centro anomérico livre no terminal de glicose molécula indicando um equilíbrio entre os grupos alfa (α) e beta (beta) anómeros . Esta característica de açúcares redutores é vista através de um Teste de Benedict positivo .
Lactose- N- tetraose tem a nomenclatura de oligossacarídeo β- D -galactosil- (1 → 3) - N -acetil-β- D- glucosaminil- (1 → 3) -β- D -galactosil- (1 → 4) - D -glucose, e consiste de lactose com uma lactose adicional N -biose dissacarídeo na extremidade não redutora.
A lacto- N- tetraose é classificada como um oligossacarídeo de cadeia do tipo I devido à ligação β (1 → 3) na extremidade não redutora. A ligação β (1 → 4) na extremidade não redutora da lacto- N- neotetraose a torna uma cadeia do tipo II.
Através da caracterização química e estrutural , foi identificado que os oligossacarídeos relacionados são frequentemente modificações de um único dissacarídeo. Isso foi observado para os oligossacarídeos do leite humano, com a lactose como o açúcar comum, e nos oligossacarídeos vegetais da série rafinose , que são baseados na sacarose .
Significado biológico
A Lacto- N- tetraose é considerada um prebiótico , facilitando o crescimento de bactérias saudáveis no microbioma intestinal . É um dos primeiros alimentos funcionais que a criança consome. Os seres humanos não têm enzimas para quebrar as ligações glicosídicas dos oligossacarídeos do leite humano e, portanto, esses açúcares não têm valor calórico para os humanos e funcionam como fibra alimentar no intestino .
Apenas uma pequena fração de HMOs é absorvida não digerida pelo epitélio e são detectáveis na circulação , o que pode indicar outras funções sistêmicas desses compostos atualmente desconhecidos. A lacto-N-tetraose e outros oligossacarídeos do leite humano são subsequentemente excretados na urina após o consumo do leite humano.
Verificou-se que a Lacto- N- tetraose em particular promove especificamente o crescimento da espécie Bifidobacterium longum, subespécies infantis . B. infantis auxiliam na digestão e são consideradas bactérias "boas" . Estudos genéticos de B. infantis identificaram um locus para o metabolismo do HMO que é conservado em todas as cepas observadas até o momento. Isso sugere uma possível coevolução da bactéria com o intestino infantil e a composição do leite humano.
As bifidobactérias possuem uma via metabólica para a captação e digestão de oligossacarídeos específicos do leite humano. Isso é realizado por meio de proteínas transportadoras específicase glicosidases para clivar ligações químicas encontradas na lacto- N- tetraose, lacto- N- neotetraose e outros oligossacarídeos do leite humano. A clivagem de lacto- N- tetraose e lacto- N- neotetraose requer enzimas diferentes devido à sua ligação glicosídica distinta na extremidade não redutora. Bifidobacterium no humano intestino foram encontrados para conter tipo I cadeia lacto- N -biosidases capaz de clivar lacto- N -tetraose a lactose N -biose e lactose.
A lacto- N- tetraose é uma fonte alimentar não competitiva para B. infantis com outras bactérias entéricas sem as proteínas necessárias e incapazes de degradar o açúcar em fontes utilizáveis de carbono para a glicólise . Quando o bebê consome leite humano, a lacto- N- tetraose confere uma vantagem de crescimento ao Bifidobacterium, uma vez que são capazes de metabolizar esse açúcar para a produção de ATP , enquanto outras bactérias intestinais não. Este crescimento excessivo de bactérias B. infantis saudáveis pode, adicionalmente, impedir o crescimento de outras bactérias patogênicas no intestino.
Estudos têm indicado que apenas certas espécies de bifidobactérias, tais como aqueles no intestino infantil, conter a lacto- N -biosidase gene . A análise de bifidobactérias no intestino de animais domésticos não encontrou nenhuma evidência desta enzima. As cepas de B. infantis altamente adaptadas à utilização de oligossacarídeos do leite humano sugerem ainda uma coevolução seletiva entre o microbioma intestinal e o bebê.
Verificou-se que a microbiota intestinal de amamentado contra alimentados com fórmula lactentes são muito diferentes. Por esse motivo, adicionar HMOs às fórmulas infantis é uma área de interesse.
Métodos de síntese
O isolamento de oligossacarídeos únicos é necessário para estudar mais profundamente sua função biológica . O leite humano é inacessível em grandes quantidades e sua composição complexa torna a separação dos componentes moleculares individuais um desafio. A síntese de lacto- N- tetraose foi relatada na síntese química total , bem como em células de Escherichia coli recombinantes . A disponibilidade crescente desse composto é uma área de pesquisa em andamento para revelar ainda mais o papel fisiológico e bioquímico da lacto- N- tetraose e de outros oligossacarídeos do leite humano no corpo .
Referências
- ^ a b PubChem. "Lacto-N-tetraose" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Obtido em 2020-12-01 .
- ^ PubChem. "Neolactotetraose" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Obtido em 2020-12-01 .
- ^ a b Bandara, Mithila D .; Stine, Keith J .; Demchenko, Alexei V. (01-12-2019). "A síntese química de oligossacarídeos do leite humano: Lacto- N- tetraose (Galβ1 → 3GlcNAcβ1 → 3Galβ1 → 4Glc)" . Carbohydrate Research . 486 : 107824. doi : 10.1016 / j.carres.2019.107824 . ISSN 0008-6215 . PMC 6897367 . PMID 31585319 .
- ^ "Human Metabolome Database: Mostrando metabocard for Lacto-N-tetraose (HMDB0006566)" . hmdb.ca . Obtido em 2020-12-02 .
- ^ a b c d e Miesfeld, Roger L. (julho de 2017). Bioquímica . McEvoy, Megan M. (Primeira edição). Nova York, NY. ISBN 978-0-393-61402-2. OCLC 952277065 .
- ^ "Oligossacarídeos do leite humano" . Site global da NNI . Obtido em 2020-12-01 .
- ^ a b c Triantis, Vassilis; Bode, Lars; van Neerven, RJ Joost (2018). "Immunological Effects of Human Milk Oligosaccharides" . Fronteiras em Pediatria . 6 : 190. doi : 10.3389 / fped.2018.00190 . ISSN 2296-2360 . PMC 6036705 . PMID 30013961 .
- ^ a b Wiciński, Michał; Sawicka, Ewelina; Gębalski, Jakub; Kubiak, Karol; Malinowski, Bartosz (2020-01-20). "Oligossacarídeos do leite humano: benefícios para a saúde, aplicações potenciais em fórmulas infantis e farmacologia" . Nutrientes . 12 (1): 266. doi : 10,3390 / nu12010266 . ISSN 2072-6643 . PMC 7019891 . PMID 31968617 .
- ^ a b c d e Özcan, Ezgi; Sela, David A. (30/05/2018). "Inefficient Metabolism of the Human Milk Oligosaccharides Lacto-N-tetraose and Lacto-N-neotetraose Shifts Bifidobacterium longum subsp. Infantis Physiology" . Fronteiras em Nutrição . 5 : 46. doi : 10.3389 / fnut.2018.00046 . ISSN 2296-861X . PMC 5989456 . PMID 29900174 .
- ^ a b c d e f g h Wada, junho; Ando, Takuro; Kiyohara, Masashi; Ashida, Hisashi; Kitaoka, Motomitsu; Yamaguchi, Masanori; Kumagai, Hidehiko; Katayama, Takane; Yamamoto, Kenji (01/07/2008). "Bifidobacterium bifidum Lacto-N-Biosidase, uma Enzima Crítica para a Degradação de Oligossacarídeos do Leite Humano com uma Estrutura Tipo 1" . Microbiologia Aplicada e Ambiental . 74 (13): 3996–4004. doi : 10.1128 / AEM.00149-08 . ISSN 0099-2240 . PMC 2446520 . PMID 18469123 .
- ^ "Lacto-N-biosidase" . www.takarabio.com . Obtido em 2020-12-02 .
- ^ Baumgärtner, Florian; Sprenger, Georg A .; Albermann, Christoph (01-07-2015). "Cultivo em lote alimentado com galactose limitada de Escherichia coli para a produção de lacto-N-tetraose" . Enzyme and Microbial Technology . 75–76: 37–43. doi : 10.1016 / j.enzmictec.2015.04.009 . ISSN 0141-0229 . PMID 26047914 .