的庚糖是具有7个碳的单糖和与所述经验式C 7 H ^ 14 ö 7。这些糖,例如其他单糖,是多羟基化的,可以是:在碳1上具有醛基功能的醛庚糖,或在碳2上具有酮基的酮庚糖。
庚糖通过代谢途径合成,例如光合作用的加尔文循环和磷酸戊糖途径的非氧化阶段。它们是革兰氏阴性细菌(如大肠杆菌,克雷伯菌属,奈瑟氏菌属,变形杆菌属,假单胞菌属,沙门氏菌属,志贺氏菌属,以及弧菌
资料来源:Fvasconcellos
特点
与己糖相似,庚糖主要以环状形式存在。醛链糖具有五个不对称碳原子并循环形成吡喃糖。相反,酮庚糖具有四个不对称碳,它们还会在其中形成吡喃糖。
在生物体中非常常见的天然酮庚糖是七庚糖。这种糖对于动物光合作用和碳水化合物代谢中己糖的形成很重要。
当将七庚酮糖在稀无机酸中加热时,会形成一种平衡的矿物混合物,其中80%的结晶为2,7-脱水-β-D-α-庚庚糖,而20%的为七庚糖。
庚糖的化学测定是用硫酸和半胱氨酸,二苯胺和氟葡萄糖进行的。在某些条件下,可以将庚糖与其他糖区分开。它甚至可以区分醛糖肽和酮庚糖。
许多醛糖肽具有甘油-D-甘露糖肽构型。庚糖与八碳酮糖酸(3-脱氧-D-甘露糖-2-辛酸,一种Kdo糖)一起是LPS的结构成分,位于细菌脂质双层的外膜中。
可以使用45%的苯酚/水混合物提取LPS。然后,可以通过比色和色谱技术鉴定庚糖和KDO糖。
肝糖的生物学重要性
在光合作用和戊糖磷酸途径中
在叶绿体的基质中发现了将CO 2同化产生的磷酸三糖磷酸,3-磷酸甘油醛和磷酸二羟基丙酮磷酸转化为淀粉的酶。磷酸三糖的形成和碳的回收,再次开始固定CO 2,构成了加尔文循环的两个阶段。
在碳回收阶段,醛缩酶负责将赤藓糖4-磷酸酯(一种四碳代谢物(E4P))和二羟基酮磷酸酯(一种三碳代谢物)转化为七庚糖1,7-双磷酸酯。
该酮庚糖酶经酶催化的几个步骤转化为核糖1,5-双磷酸酯。
1,5-二磷酸核糖是加尔文循环的起始代谢产物。此外,七磷酸七庚酯(S7P)的生物合成发生在戊糖磷酸途径中,这是所有活生物体中都存在的途径。在这种情况下,转酮酶的作用将两个磷酸戊糖转化为S7P和3-磷酸甘油醛(GAP)。
然后,通过反式醛缩酶和反式酮醇酶催化的两个步骤,将S7P和GAP转化为6-磷酸果糖和GAP。两者都是糖酵解的代谢产物。
在脂多糖(LPS)中
庚糖存在于细菌荚膜的脂多糖和多糖中。肠杆菌科细菌中LPS的结构基序由脂质A组成,脂质A由通过β-(1®6)键连接的2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖的二聚体组成。它具有两个磷酸酯和长链脂肪酸基团。
脂质A通过三个糖Kdo和酮脱氧辛二酸的桥键连接到中心区域,并通过糖苷键(2®7)连接。该区域与具有α异头构型的L-甘油-D-甘露庚糖庚糖相连。有一个O抗原区。
该结构基序存在于革兰氏阴性细菌中,例如大肠杆菌,克雷伯菌属,耶尔森氏菌属,假单胞菌属物种,沙门氏菌属以及其他病原菌。
庚糖的变体包括寡糖中吡喃糖酶的立体中心的不同构型以及多糖中的侧链。D-甘油-D-甘露聚糖-七吡喃硅酮存在于小肠结肠炎耶尔森氏菌,柯尼西拉·伯内蒂(Coxiella burnetti),曼海姆菌(Mannheimia haemolitica),嗜水气单胞菌和沙门氏菌中。
庚糖D-甘油-D-甘露聚糖-庚糖作为侧链单元存在于变形杆菌和流感嗜血杆菌菌株的LPS的外部区域中。作为通过α-(1®3)或α-(1®2)连接的短寡聚侧链,与肺炎克雷伯菌LPS结构基序相连。
在霍乱弧菌菌株中,O抗原区具有两个异头构型(α和β)的D-甘油-D-甘露聚糖-庚糖。
在细菌的糖蛋白中
它的表面层(S层)由相同的蛋白质亚基组成,它们以二维结构覆盖。它们存在于革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌和古细菌中。该层中的蛋白质具有被多糖链延长的糖肽。
革兰氏阳性细菌嗜热嗜热气单胞菌的糖蛋白具有重复的双糖®3)-Dglycero-β-D-mano-Hepp-(1®4)-α-L-Rhap-(1®在S层中。
糖蛋白的功能之一是粘附。例如,有一种糖蛋白可以作为大肠杆菌菌株中的自转运蛋白(AIDA-1)进行测量。糖蛋白的生物合成是通过糖基转移酶(例如庚基转移酶)进行的,这需要ADP甘油-甘露聚糖-庚糖。
合成
活化的庚糖磷酸和庚糖核苷酸的化学合成以及化学和酶促方法的结合,使得阐明微生物用于生产这些物质的代谢途径成为可能。
许多合成方法制备6-表位甘露糖庚糖以合成L-甘油-D-甘露糖庚糖。这些方法是基于使用格氏试剂从异头碳或醛基上延长链的方法。糖基化在酰基保护基的存在下进行。
以这种方式,存在保留α-异头构型的立体控制。端基硫代糖苷和三氯乙酰亚胺酸酯衍生物用作庚糖基团供体。最近的方法涉及选择性形成β-庚糖苷和6-脱氧-庚糖苷衍生物。
活化的庚糖-核苷酸生物合成从七磷酸七庚酯开始,其转化为D-甘油-D-甘露聚糖-庚糖7-磷酸。已经提出了磷酸变位酶以形成异头的庚基磷酸酯。然后,庚基转移酶催化ADP D-甘油-D-甘露聚糖-庚糖的形成。
最后,差向异构酶将ADP D-甘油-D-甘露糖庚糖的构型改变为ADP L-甘油-D-甘露糖庚糖。
另外,已经进行了化学研究以发现这些酶进行催化的机理。例如,他们使用苄基化的苄基甘露吡喃糖苷,将其氧化生成甘露糖醛酸衍生物。
用盐酸处理将马努尼克衍生物转化为重氮酮。用重氮苄基磷酸处理产生L-甘油-7-磷酸酯和D-甘油-7-磷酸酯的混合物。
参考文献
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