Oligossacarídeo - Oligosaccharide

Um oligossacarídeo (/ ˌɑlɪgoʊˈsækəˌɹaɪd /; do grego ὀλίγος olígos , "alguns" e σάκχαρ sácchar , "açúcar") é um polímero de sacarídeo contendo um pequeno número (normalmente três a dez) de monossacarídeos (açúcares simples). Os oligossacarídeos podem ter muitas funções, incluindo reconhecimento celular e ligação celular. Por exemplo, os glicolipídeos têm um papel importante na resposta imunológica.

Eles são normalmente presente como glicanos : cadeias de oligossacáridos estão ligados a lípidos ou para compatíveis aminoácidos cadeias laterais em proteínas , por N - ou O - ligações glicosídicas . Os oligossacarídeos N- ligados são sempre pentassacarídeos ligados à asparagina por meio de uma ligação beta ao nitrogênio da amina da cadeia lateral. Alternativamente, O -Conectado oligossacáridos estão geralmente associadas a treonina ou serina no grupo álcool da cadeia lateral. Nem todos os oligossacarídeos naturais ocorrem como componentes de glicoproteínas ou glicolipídeos. Algumas, como a série da rafinose , ocorrem como armazenamento ou transporte de carboidratos nas plantas. Outros, como maltodextrinas ou celodextrinas , resultam da degradação microbiana de polissacarídeos maiores , como amido ou celulose .

Glicosilação

Em biologia, a glicosilação é o processo pelo qual um carboidrato é covalentemente ligado a uma molécula orgânica, criando estruturas como glicoproteínas e glicolipídeos.

Oligossacarídeos N- ligados

Um exemplo de um oligossacarídeo N- ligado, mostrado aqui com GlcNAc. X é qualquer aminoácido exceto prolina.

A glicosilação ligada a N envolve a ligação do oligossacarídeo à asparagina por meio de uma ligação beta ao nitrogênio da amina da cadeia lateral. O processo de glicosilação ligada a N ocorre cotranslacionalmente, ou simultaneamente, enquanto as proteínas estão sendo traduzidas. Uma vez que é adicionado cotranslacionalmente, acredita-se que a glicosilação ligada a N ajuda a determinar o dobramento de polipeptídeos devido à natureza hidrofílica dos açúcares. Todos os oligossacarídeos N- ligados são pentassacarídeos: cinco monossacarídeos de comprimento.

Na N- glicosilação para eucariotos, o substrato de oligossacarídeo é montado diretamente na membrana do retículo endoplasmático . Para procariotos , esse processo ocorre na membrana plasmática . Em ambos os casos, o substrato aceitador é um resíduo de asparagina . O resíduo de asparagina ligado a um oligossacarídeo N- ligado geralmente ocorre na sequência Asn-X-Ser / Thr, onde X pode ser qualquer aminoácido exceto prolina , embora seja raro ver Asp, Glu, Leu ou Trp neste posição.

Oligossacarídeos O -Linked

Um exemplo de um oligossacarídeo ligado em O com β-Galactosil- (1n3) -α- N -acetilgalactosaminil-Ser / Thr.

Os oligossacarídeos que participam da glicosilação ligada a O são ligados à treonina ou serina no grupo hidroxila da cadeia lateral. A glicosilação ligada a O ocorre no aparelho de Golgi , onde unidades de monossacarídeo são adicionadas a uma cadeia polipeptídica completa. As proteínas da superfície celular e as proteínas extracelulares são O- glicosiladas. Os locais de glicosilação em oligossacarídeos ligados em O são determinados pelas estruturas secundária e terciária do polipeptídeo, que ditam onde as glicosiltransferases irão adicionar açúcares.

Biomoléculas glicosiladas

As glicoproteínas e glicolipídios são, por definição, covalentemente ligados aos carboidratos. Eles são muito abundantes na superfície da célula e suas interações contribuem para a estabilidade geral da célula.

Glicoproteínas

As glicoproteínas têm estruturas oligossacarídicas distintas que têm efeitos significativos em muitas de suas propriedades, afetando funções críticas, como antigenicidade , solubilidade e resistência a proteases . As glicoproteínas são relevantes como receptores de superfície celular, moléculas de adesão celular, imunoglobulinas e antígenos tumorais.

Glicolipidos

Os glicolipídios são importantes para o reconhecimento celular e são importantes para modular a função das proteínas de membrana que atuam como receptores. Os glicolipídeos são moléculas lipídicas ligadas a oligossacarídeos, geralmente presentes na bicamada lipídica . Além disso, eles podem servir como receptores para o reconhecimento celular e sinalização celular. A cabeça do oligossacarídeo atua como um parceiro de ligação na atividade do receptor . Os mecanismos de ligação dos receptores aos oligossacarídeos dependem da composição dos oligossacarídeos expostos ou apresentados acima da superfície da membrana. Há grande diversidade nos mecanismos de ligação dos glicolipídeos, o que os torna um alvo tão importante para patógenos como local de interação e entrada. Por exemplo, a atividade chaperona dos glicolipídeos foi estudada por sua relevância para a infecção pelo HIV.

Funções

Reconhecimento de células

Todas as células são revestidas por glicoproteínas ou glicolipídeos, os quais ajudam a determinar os tipos de células. Lectinas , ou proteínas que se ligam a carboidratos, podem reconhecer oligossacarídeos específicos e fornecer informações úteis para o reconhecimento de células com base na ligação de oligossacarídeos.

Um exemplo importante de reconhecimento de células de oligossacarídeos é o papel dos glicolipídeos na determinação dos tipos de sangue . Os vários tipos de sangue são diferenciados pela modificação do glicano presente na superfície das células sanguíneas. Estes podem ser visualizados usando espectrometria de massa. Os oligossacarídeos encontrados no antígeno A, B e H ocorrem nas extremidades não redutoras do oligossacarídeo. O antígeno H (que indica um tipo de sangue O) serve como um precursor para o antígeno A e B. Portanto, uma pessoa com tipo sanguíneo A terá o antígeno A e o antígeno H presentes nos glicolipídeos da membrana plasmática dos glóbulos vermelhos. Uma pessoa com tipo de sangue B terá os antígenos B e H presentes. Uma pessoa com tipo de sangue AB terá os antígenos A, B e H presentes. E, finalmente, uma pessoa com tipo de sangue O terá apenas o antígeno H presente. Isso significa que todos os tipos de sangue têm o antígeno H, o que explica por que o tipo de sangue O é conhecido como "doador universal".

Como as vesículas de transporte sabem o destino final da proteína que estão transportando?

As vesículas são direcionadas de várias maneiras, mas as duas principais são:

  1. Os sinais de classificação codificados na sequência de aminoácidos das proteínas.
  2. O oligossacarídeo ligado à proteína.

Os sinais de classificação são reconhecidos por receptores específicos que residem nas membranas ou camadas superficiais das vesículas em formação, garantindo que a proteína seja transportada para o destino adequado.

Adesão celular

Muitas células produzem proteínas de ligação a carboidratos específicas, conhecidas como lectinas, que medeiam a adesão celular com oligossacarídeos. As selectinas , uma família de lectinas, medeiam certos processos de adesão célula-célula, incluindo aqueles de leucócitos a células endoteliais. Em uma resposta imune, as células endoteliais podem expressar certas selectinas transitoriamente em resposta a danos ou lesões nas células. Em resposta, uma interação seletina-oligossacarídeo recíproca ocorrerá entre as duas moléculas, o que permite que os leucócitos ajudem a eliminar a infecção ou o dano. A ligação proteína-carboidrato é frequentemente mediada por ligações de hidrogênio e forças de van der Waals .

Oligossacarídeos dietéticos

Fruto-oligossacarídeos (FOS), que são encontrados em muitos vegetais, são cadeias curtas de moléculas de frutose . Eles diferem dos frutanos como a inulina , que como polissacarídeos têm um grau de polimerização muito maior do que o FOS e outros oligiosacarídeos, mas como a inulina e outros frutanos, eles são considerados fibra alimentar solúvel. Galactooligossacarídeos (GOS), que também ocorrem naturalmente, consistem em cadeias curtas de moléculas de galactose . O leite humano é um exemplo disso e contém oligossacarídeos, conhecidos como oligossacarídeos do leite humano (HMOs), que são derivados da lactose . Esses oligossacarídeos têm função biológica no desenvolvimento da flora intestinal de bebês . Os exemplos incluem lacto-N-tetraose , lacto-N-neotetraose e lacto-N-fucopentaose. Esses compostos não podem ser digeridos no intestino delgado humano e, em vez disso, passam para o intestino grosso , onde promovem o crescimento de Bifidobactérias , que são benéficas para a saúde intestinal.

Os mananoligossacarídeos (MOS) são amplamente utilizados na alimentação animal para melhorar a saúde gastrointestinal. Eles são normalmente obtidos a partir das paredes celulares de levedura de Saccharomyces cerevisiae . Oligossacarídeos de manana diferem de outros oligossacarídeos por não serem fermentáveis ​​e seu principal modo de ação inclui aglutinação de patógenos de fímbria tipo 1 e imunomodulação

Fontes

Os oligossacarídeos são um componente da fibra do tecido vegetal. O FOS e a inulina estão presentes na alcachofra de Jerusalém , bardana , chicória , alho-poró , cebola e aspargo . A inulina é uma parte significativa da dieta diária da maioria da população mundial. O FOS também pode ser sintetizado por enzimas do fungo Aspergillus niger agindo sobre a sacarose . O GOS é encontrado naturalmente na soja e pode ser sintetizado a partir da lactose . FOS, GOS e inulina também são vendidos como suplementos nutricionais.

Veja também

Referências

links externos