Vi har nettopp sett at når et annet alkohol angrep en hemiacetal eller hemiketal, resultatet er en acetal eller ketal, med glycosidic obligasjoner i karbohydrater som gir en biokjemisk eksempel. Men hvis en hemiacetal angripes ikke av en annen alkohol, men av en amine, hvilke resultater som er en slags «mixed acetal’ som anomeric karbon som er bundet til ett oksygen og en nitrogen.
Denne ordningen er referert til av biochemists som en N-glycosidic bond., Du kan gjenkjenne disse som obligasjoner i nucleosides og nukleotider som kobler G, C, T eller U base til sukker.
dannelsen av \(N\)-glycosidic obligasjoner i ribonucleotid er nært analogt til dannelsen av glycosidic obligasjoner i karbohydrater – igjen, det er en \(S_N1\)-som prosessen med en aktivert vann å forlate gruppen. Vanligvis hemiacetal er aktivert av diphosphorylation, som illustrert i trinn En av den generelle mekanismen nedenfor.,
Mekanisme for dannelse av en \(N\)-glycosidic bond:
utgangspunktet for biosyntese av purin (G-og A) ribonucleotid er en fem-karbon sukker kalt ribose-5-fosfat, som i løsningen tar form av en syklisk hemiacetal. Den kritiske \(N\)-glycosidic bond er etablert gjennom substitusjon av \(NH_3\) om \(OH\) på anomeric karbon av ribose. Den anomeric \(OH\) gruppe er først aktivert (trinn A nedenfor) for å danne en aktivert middels kalt phosphoribosylpyrophosphate (PRPP)., De uorganiske pyrophosphate deretter forlater å generere en resonans-stabilisert carbocation (trinn 1) som er angrepet av en nucleophilic ammoniakk i trinn 2 for å etablere \(N\)-glycosidic bond.
Med \(N\)-glycosidic bond på plass, resten av purin base er satt sammen bit for bit av andre biosynthetic enzymer.
(mekanismen ovenfor bør se kjente – vi så trinn En i kapittel 9 som et eksempel på alkohol diphosphorylation , og trinn 1 og 2 i kapittel 8 som et eksempel på en biokjemisk \(S_N1\) reaksjon).,
Etableringen av \(N\)-glycosidic bond i biosyntesen av pyrimidin ribonucleotid og (U, C og T) også begynner med PRPP, men her ringen struktur av nukleotid base del av biomolecule har allerede blitt ‘pre-fabrikerte» i form av orotate:
Utøve \(\PageIndex{1}\)
Vi har bare sett en illustrasjon av dannelsen av en N-glycosidic bond i en biosynthetic veien., I den katabolske (degradative) retning, en N-glycosidic bånd må brytes, i en prosess som er analogt til hydrolyse av en glycosidic bond (illustrert tidligere). I nedbrytningen av guanosine nucleoside, N-glycosidic bånd er brutt av uorganisk fosfat (ikke vann!) tilsynelatende i en felles (SN2-lignende) vekt reaksjon (Biokjemi 2011, 50, 9158). Forutsi produkter av denne reaksjonen, og tegne en sannsynlig mekanisme.,
Utøve \(\PageIndex{2}\)
Glycoproteins er proteiner som er knyttet sammen, ved glycosidic eller N-glycosidic obligasjoner, til sukker eller karbohydrater gjennom en asparagine, serin, eller threonine side kjede på protein. Som i andre glycosylation og N-glycosylation reaksjoner, hemiacetal av sukker må være aktivert før glycosidic bond-formasjonen. Nedenfor er strukturen av den aktiverte sukker hemiacetal substrat i en asparagine glycosylation reaksjon.,
Draw produktet av asparagine glycosylation reaksjon, forutsatt inversjon av konfigurasjonen av anomeric karbon.
Bidragsytere
-
Organisk Kjemi Med en Biologisk Vektlegging av Tim Soderberg (University of Minnesota, Morris)