Lacto- N- tetraose -Lacto-N-tetraose


Lacto- N- tetraose
Estrutura Lacto-N-Tetraose.jpg
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
  • InChI = 1S / C26H45NO21 / c1-6 (32) 27-11-21 (47-25-18 (39) 15 (36) 12 (33) 7 (2-28) 44-25) 13 (34) 8 ( 3-29) 43-24 (11) 48-22-14 (35) 9 (4-30) 45-26 (19 (22) 40) 46-20-10 (5-31) 42-23 (41) 17 (38) 16 (20) 37 / h7-26,28-31,33-41H, 2-5H2,1H3, (H, 27,32) / t7-, 8-, 9-, 10-, 11- , 12 +, 13-, 14 +, 15 +, 16-, 17-, 18-, 19-, 20-, 21-, 22 +, 23?, 24 +, 25 +, 26 + / m1 / s1
    Chave: AXQLFFDZXPOFPO-FSGZUBPKSA-N
  • CC (= O) N [C @@ H] 1 [C @ H] ([C @@ H] ([C @ H] (O [C @ H] 1O [C @ H] 2 ​​[C @ H] ([C @ H] (O [C @ H] ([C @@ H] 2O) O [C @@ H] 3 [C @ H] (OC ([C @@ H] ([C @ H] 3O) O) O) CO) CO) O) CO) O) O [C @ H] 4 [C @@ H] ([C @ H] ([C @ H] ([C @ H] (O4) CO) O) O) O
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

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