Vi har bara sett att när en andra alkohol-attacker en hemiacetal eller hemiketal, resultatet är en acetal eller ketal, med glycosidic obligationer i kolhydrater som ger en biokemisk exempel. Men om en hemiacetal attackeras inte av en andra alkohol utan av en amin, vilka resultat är ett slags ”blandad acetal” där det anomeriska kolet binds till ett syre och ett kväve.
detta arrangemang kallas av biokemister som en n-glykosidbindning., Du kan känna igen dessa som bindningar i nukleosider och nukleotider som kopplar G, C, A, T eller U-basen till sockret.
bildandet av \(n\)-glykosidbindningar i ribonukleotider är nära analogt med bildandet av glykosidbindningar i kolhydrater – igen är det en \(S_N1\)-liknande process med en aktiverad vattenlevande grupp. Typiskt aktiveras hemiacetalen genom difosforylering, vilket illustreras i steg A i den allmänna mekanismen nedan.,
mekanism för bildning av en \(n\)-glykosidbindning:
utgångspunkten för biosyntesen av purin (g och A) ribonukleotider är ett femkolssocker som kallas ribos-5-fosfat, som i lösning tar form av en cyklisk hemiacetal. Den kritiska\(n\)-glykosidbindningen är etablerad genom substitution av\ (nh_3\) för\ (OH\) vid ribosens anomeriska kol. Anomeric\ (OH\) gruppen aktiveras först (steg a nedan) för att bilda en aktiverad intermediär som kallas fosforibosylpyrofosfat (PRPP)., Det oorganiska pyrofosfatet lämnar sedan för att generera en resonansstabiliserad karbokation(steg 1) som attackeras av en nukleofil ammoniak i steg 2 för att fastställa \(n\)-glykosidbindningen.
med \(n\)-glykosidbindningen på plats monteras resten av purinbasen bit för bit av andra biosyntetiska enzymer.
(mekanismen ovan ska se bekant ut-vi såg steg A i kapitel 9 som ett exempel på alkoholdifosforylering och steg 1 och 2 i kapitel 8 som ett exempel på en biokemisk reaktion(S_N1\)).,
etablering av \(n\)-glykosidbindningen i biosyntesen av pyrimidinribonukleotiderna och (U, C och T) börjar också med PRPP, men här har ringstrukturen hos nukleotidbasdelen av biomolekulan redan”förtillverkad”i form av orotat:
motion \(\pageindex{1}\)
Vi har just sett en illustration av bildandet av en n-glykosidbindning i en biosyntetisk väg., I katabolisk (nedbrytbar) riktning måste en n-glykosidbindning brytas, i en process som är analog med hydrolysen av en glykosidbindning (illustrerad tidigare). I katabolismen av guanosinnukleosid bryts N-glykosidbindningen av oorganiskt fosfat(inte vatten!) tydligen i en samordnad (SN2-liknande) deplacement reaction (Biochemistry 2011, 50, 9158). Förutse produkterna av denna reaktion och dra en sannolik mekanism.,
Exercise \(\PageIndex{2}\)
glykoproteiner är proteiner som genom glykosidbindningar eller n-glykosidbindningar är kopplade till sockerarter eller kolhydrater genom en asparagin, serin eller treonin sidokedja på protein. Liksom i andra glykosylerings-och n-glykosyleringsreaktioner måste sockrets hemiacetal aktiveras före glykosidbindningsbildning. Nedan är strukturen hos det aktiverade sockerhemiacetal substratet i en asparagin glykosyleringsreaktion.,
Rita produkten av asparaginglykosyleringsreaktionen, förutsatt inversion av konfigurationen av det anomeriska kolet.
bidragsgivare
-
organisk kemi med biologisk betoning av Tim Soderberg (University of Minnesota, Morris)