Vi har lige set, at når et andet alkohol angreb en hemiacetal eller hemiketal, resultatet er en acetal eller ketal, med glycosidiske obligationer i kulhydrater giver en biokemisk eksempel. Men hvis en hemiacetal angribes ikke af en anden alkohol, men af en amin, hvilke resultater er en slags ‘blandet acetal’, hvor det anomere kulstof er bundet til et ilt og et nitrogen.
denne ordning omtales af biokemikere som en N-glycosidbinding., Du kan genkende disse som bindingerne i nukleosider og nukleotider, der forbinder G, C, A, T eller U-basen til sukkeret.
dannelsen af \(N\)-glycosidiske obligationer i ribonucleotides er nøje analogt til dannelsen af glycosidiske obligationer i kulhydrater – igen, det er en \(S_N1\)-lignende proces med en aktiveret vand, der forlader gruppen. Typisk aktiveres hemiacetalet ved diphosphorylering, som illustreret i trin A af den generelle mekanisme nedenfor.,
Mekanisme for dannelsen af en \(N\)-glycosidiske bond:
Det er udgangspunktet for biosyntesen af purin (G, A) ribonucleotides er en fem-carbon sukker kaldes ribose-5-phosphat, som i løsning tager form af en cyklisk hemiacetal. Den kritiske \(n\) – glycosidbinding etableres ved substitution af \(NH_3\) for \(OH\) ved ribosens anomeriske kulstof. Den anomeriske \(OH\) gruppe aktiveres først (trin a nedenfor) for at danne et aktiveret mellemprodukt kaldet phosphoribosylpyrophosphat (PRPP)., Det uorganiske pyrophosphat forlader derefter at generere en resonanstabiliseret carbocation(trin 1), som angribes af en nukleofil ammoniak i trin 2 for at etablere den \(n\)-glycosidbinding.
Med \(N\)-glycosidiske bond på plads, resten af purin base er samlet stykke for stykke af andre biosyntesereaktioner enzymer.
(mekanismen ovenfor ser bekendt ud – vi så i trin A i kapitel 9 som et eksempel på alkohol diphosphorylation , og trin 1 og 2 i kapitel 8 som et eksempel på en biokemisk \(S_N1\) reaktion).,
Oprettelse af \(N\)-glycosidiske bond i biosyntesen af pyrimidin ribonucleotides og (U, C og T) begynder også med PRPP, men her ring struktur af nukleotider basere en del af biomolecule har allerede “pre-fabrikerede’ i form af orotate:
Motion \(\PageIndex{1}\)
Vi har lige set en illustration af dannelsen af en N-glycosidiske bond i en biosyntesevejen., I den kataboliske (nedbrydelige) retning skal en N-glycosidbinding brydes i en proces, der er analog med hydrolysen af en glycosidbinding (illustreret tidligere). I katabolismen af guanosinukleosid brydes den N-glycosidbinding af uorganisk fosfat (ikke vand!) tilsyneladende i en samordnet (SN2-lignende) forskydningsreaktion (biokemi 2011, 50, 9158). Forudsige produkterne af denne reaktion, og tegne en sandsynlig mekanisme.,
Motion \(\PageIndex{2}\)
Glycoproteiner, der er proteiner, der er forbundet ved glycosidiske eller N-glycosidiske obligationer, at sukker eller kulhydrater gennem en asparagin, serin, eller threonin side chain-på protein. Som ved andre glycosylerings-og N-glycosyleringsreaktioner skal sukkerets hemiacetal aktiveres inden dannelse af glycosidbinding. Nedenfor er strukturen af det aktiverede sukker hemiacetal substrat i en asparagin glycosyleringsreaktion.,
Trække produktet af asparagin glykosylering reaktion, under forudsætning af inversion af konfiguration af anomere kulstof.
Bidragydere
-
Organisk Kemi Med en af de Biologiske Vægt af Tim Soderberg (University of Minnesota, Morris)