we hebben zojuist gezien dat wanneer een tweede alcohol een hemiacetaal of hemiketaal aanvalt, het resultaat een acetaal of ketaal is, met de glycosidebindingen in koolhydraten als biochemisch voorbeeld. Maar als een hemiacetaal niet wordt aangevallen door een tweede alcohol maar door een amine, wat resulteert is een soort ‘gemengd acetaal’ waarin de anomerische koolstof is gebonden aan één zuurstof en één stikstof.
deze regeling wordt door biochemici aangeduid als een n-glycosidebinding., U kunt deze herkennen als de bindingen in nucleosiden en nucleotiden die de G -, C -, A -, T-of u-basis verbinden met de suiker.
de vorming van \(N\)-glycosidebindingen in ribonucleotiden is nauw analoog aan de vorming van glycosidebindingen in koolhydraten – nogmaals, het is een \(S_N1\)-achtig proces met een geactiveerde water verlaat groep. Typisch, wordt hemiacetal geactiveerd door diphosphorylation, zoals in stap A van het algemene mechanisme hieronder wordt geà llustreerd.,
mechanisme voor de vorming van een \(N\)-glycosidebinding:
het startpunt voor de biosynthese van purine (G en A) ribonucleotiden is een vijf-koolstofsuiker genaamd ribose-5-fosfaat, die in oplossing de vorm heeft van een cyclisch hemiacetaal. De kritische \(N\)-glycosidebinding wordt vastgesteld door substitutie van \(NH_3\) voor \(OH\) bij de anomerische koolstof van de ribose. De anomerische \(OH\) groep wordt eerst geactiveerd (stap a hieronder) om een geactiveerd tussenproduct te vormen dat fosforibosylpyrofosfaat (PRPP) wordt genoemd., Het anorganische pyrofosfaat vertrekt dan om een resonantie-gestabiliseerde carbocatie (stap 1) te genereren die wordt aangevallen door een nucleofiele ammoniak in Stap 2 om de \(N\)-glycosidebinding vast te stellen.
met de \(N\)-glycosidebinding wordt de rest van de purinebasis stukje voor stukje geassembleerd door andere biosynthetische enzymen.
(het mechanisme hierboven moet bekend lijken – we zagen stap A in hoofdstuk 9 als een voorbeeld van alcoholdifosforylering, en stap 1 en 2 in hoofdstuk 8 als een voorbeeld van een biochemische \(S_N1\) reactie).,
Oprichting van de \(N\)-glycosidic bond in de biosynthese van de pyrimidine ribonucleotiden en (U, C en T) begint ook met PRPP, maar hier is de ring structuur van de nucleotide base deel van de biomolecule al is ‘pre-fab’ in de vorm van orotate:
Oefening \(\Pagina{1}\)
We hebben zojuist gezien dat een illustratie van de vorming van een N-glycosidic bond in een biosynthetische route., In de katabole (degradatieve) richting moet een n-glycosidebinding worden verbroken, in een proces dat analoog is aan de hydrolyse van een glycosidebinding (eerder geïllustreerd). In het katabolisme van guanosinenucleoside wordt de n-glycosidebinding verbroken door anorganisch fosfaat (geen water!) blijkbaar in een gecoördineerde (SN2-achtige) verplaatsingsreactie (Biochemie 2011, 50, 9158). Voorspel de producten van deze reactie en teken een waarschijnlijk mechanisme.,
Exercise \(\Paginindex{2}\)
glycoproteïnen zijn eiwitten die door glycoside-of N-glycosidebindingen zijn gekoppeld aan suikers of koolhydraten via een asparagine, serine, of threonine zijketen op het eiwit. Net als bij andere glycosylering-en N-glycosyleringsreacties, moet het hemiacetaal van de suiker worden geactiveerd vóór de vorming van glycosidebinding. Hieronder is de structuur van het geactiveerde suikerhemiacetal substraat in een asparagine glycosylation reactie.,
teken het product van de asparagineglycosyleringsreactie, uitgaande van inversie van de configuratie van de anomerische koolstof.
bijdragers
-
organische chemie met een biologische nadruk door Tim Soderberg (University of Minnesota, Morris)