ग्लाइकोसिडिक बंधन: विशेषताएं, प्रकार और नामकरण - जीवविज्ञान - 2025

Glycosidic बांड सहसंयोजक बंध कि शर्करा (कार्बोहाइड्रेट) और अन्य अणुओं जो अन्य मोनोसैक्राइड या की अन्य अणुओं हो सकता है के बीच होने हैं एक अलग प्रकृति। ये लिंक जीवन के लिए कई मौलिक घटकों के अस्तित्व को संभव बनाते हैं, न केवल आरक्षित ईंधन और संरचनात्मक तत्वों के निर्माण में, बल्कि सेलुलर संचार के लिए आवश्यक जानकारी ले जाने वाले अणुओं का भी।

पॉलीसेकेराइड का गठन मुख्य रूप से व्यक्तिगत मोनोसेकेराइड इकाइयों के मुक्त शराब या हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड की स्थापना पर निर्भर करता है।

ग्लाइकोजेन में ग्लाइकोसिडिक बाइंडिंग का उदाहरण (स्रोत: ग्लाइकोजन। एसवीजी-NEUROtikerderivative-work-Marek-M- पब्लिक-डोमेन विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

हालांकि, कुछ जटिल पॉलीसेकेराइड में संशोधित शर्करा होते हैं जो ग्लूकोसिडिक बॉन्ड के माध्यम से छोटे अणुओं या समूहों जैसे कि अमीनो, सल्फेट और एसिटाइल से जुड़े होते हैं, और यह जरूरी नहीं कि संक्षेपण प्रतिक्रिया द्वारा पानी के अणु की रिहाई में शामिल न हो। ये संशोधन अतिसूक्ष्म मैट्रिक्स या ग्लाइकोकल में मौजूद ग्लाइकान में बहुत आम हैं।

कई कोशिकीय संदर्भों में ग्लाइकोसिडिक संबंध होते हैं, जिनमें कुछ स्फिंगोलिपिड्स के ध्रुवीय प्रमुख समूह के बंधन, कई जीवों के कोशिका झिल्ली के आवश्यक घटक और ग्लाइकोप्रोटीन और प्रोटीओजेन का निर्माण शामिल है।

सेल्युलोज, चिटिन, अगर, ग्लाइकोजन और स्टार्च जैसे महत्वपूर्ण पॉलीसेकेराइड ग्लाइकोसिडिक बांड के बिना संभव नहीं होंगे। इसी तरह, प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन, जो एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में और गोल्गी कॉम्प्लेक्स में होता है, कई प्रोटीन की गतिविधि के लिए बेहद महत्वपूर्ण है।

कई ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड्स ग्लूकोज जलाशयों के रूप में कार्य करते हैं, संरचनात्मक घटकों के रूप में, या ऊतकों में कोशिका के लगाव के लिए चिपकने वाले के रूप में।

ऑलिगोसेकेराइड में ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के बीच संबंध पॉलीपेप्टाइड्स में पेप्टाइड बॉन्ड के समान और पॉली न्यूक्लियोटाइड्स में फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड के बीच का अंतर है, इस अंतर के साथ कि ग्लाइकोसाइडिक बॉन्ड में अधिक विविधता है।

विशेषताएँ

ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड में उनके एनालॉग्स की तुलना में बहुत अधिक विविध हैं, क्योंकि सिद्धांत रूप में कोई भी दो चीनी अणु एक-दूसरे से कई तरीकों से जुड़ सकते हैं, क्योंकि उनके पास कई -OH समूह हैं जो गठन में भाग ले सकते हैं लिंक का।

इसके अलावा, मोनोसेकेराइड के आइसोमर्स, अर्थात्, दो झुकावों में से एक है जो हाइड्रॉक्सिल समूह विसंगति कार्बन के सापेक्ष चक्रीय संरचना में हो सकता है, विविधता का एक अतिरिक्त स्तर प्रदान करता है।

आइसोमर्स में अलग-अलग तीन आयामी संरचनाएं होती हैं, साथ ही साथ विभिन्न जैविक गतिविधियां भी होती हैं। सेलूलोज़ और ग्लाइकोजन में डी-ग्लूकोज इकाइयां होती हैं, लेकिन ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के प्रकार (ग्लाइकोजन के लिए α1-4 और सेलुलोज के लिए β1-4) में भिन्न होते हैं, और इसलिए अलग-अलग गुण और कार्य होते हैं।

जिस तरह पॉलीपेप्टाइड्स में N- और C- एंड के साथ एक ध्रुवता होती है, और पॉलिन्यूक्लियोटाइड्स में 5 'और 3' छोर होते हैं, ओलिगो- या पॉलीसेकेराइड में एक ध्रुवता होती है जो कम और गैर-कम करने वाले छोरों द्वारा परिभाषित होती है।

कम करने के अंत में एक मुक्त विसंगति केंद्र है जो एक अन्य अणु के साथ एक ग्लाइकोसिडिक बंधन नहीं बनाता है, इस प्रकार एल्डिहाइड की रासायनिक प्रतिक्रिया को बनाए रखता है।

ग्लाइकोसिडिक बंधन एक ऑलिगो का सबसे लचीला क्षेत्र है- या पॉलीसैकराइड की चंचलता, क्योंकि व्यक्तिगत मोनोसैकेराइड्स की संरचनात्मक काठी की संरचना अपेक्षाकृत कठोर है।

ग्लाइकोसिडिक बंधन का गठन

ग्लाइकोसिडिक बंधन दो मोनोसैकेराइड अणुओं को एक के विसंगतिपूर्ण कार्बन और दूसरे के हाइड्रॉक्सिल समूह के माध्यम से जोड़ सकते हैं। यही है, एक चीनी का हेमिसिएटल समूह दूसरे के अल्कोहल समूह के साथ एक एसिटल बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है।

सामान्य तौर पर, इन बंधों का निर्माण संघनन अभिक्रियाओं द्वारा होता है, जहाँ बनने वाले प्रत्येक बंधन के साथ एक जल अणु निकलता है।

हालांकि, कुछ प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीजन चीनी के अणु को पानी के रूप में नहीं छोड़ता है, लेकिन एक यूरिडिन डाइफॉस्फेट न्यूक्लियोटाइड के डिपॉस्फेट समूह के हिस्से के रूप में।

ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को जन्म देने वाली प्रतिक्रियाएं ग्लाइकोसिलेट्रांसफेरस नामक एंजाइम के एक वर्ग द्वारा उत्प्रेरित होती हैं। वे चीनी के बीच एक फॉस्फेट समूह या एक न्यूक्लियोटाइड (ग्लूकोज 6-फॉस्फेट, यूडीपी-गैलेक्टोज, उदाहरण के लिए) के अलावा संशोधित चीनी के बीच बनते हैं जो बढ़ते बहुलक श्रृंखला को बांधता है।

ग्लाइकोसिडिक बंधन के हाइड्रोलिसिस

ग्लाइकोसिडिक बांड को थोड़ा अम्लीय वातावरण में आसानी से हाइड्रोलाइज किया जा सकता है, लेकिन वे क्षारीय वातावरण के लिए काफी प्रतिरोधी हैं।

ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस को ग्लाइकोसिडेस के रूप में जाना जाता है एंजाइमों द्वारा मध्यस्थता की जाती है। कई स्तनधारियों में सेल्यूलोज के क्षरण के लिए ये एंजाइम नहीं होते हैं, इसलिए वे फाइबर के आवश्यक स्रोत होने के बावजूद, इस पॉलीसेकेराइड से ऊर्जा निकालने में सक्षम नहीं हैं।

उदाहरण के लिए, गायों जैसे जुगाली करने वालों के पास अपनी आंतों से जुड़े बैक्टीरिया होते हैं जो उन एंजाइमों का उत्पादन करते हैं जो उनके द्वारा घिरे हुए सेल्यूलोज को नष्ट करने में सक्षम होते हैं, जो उन्हें पौधों के ऊतकों में संग्रहीत ऊर्जा का लाभ उठाने में सक्षम बनाता है।

आंख के आंसू और कुछ जीवाणु विषाणुओं द्वारा निर्मित एंजाइम लियोसेजाइम, इसकी हाइड्रोलाइटिक गतिविधि के लिए बैक्टीरिया को नष्ट करने में सक्षम है, जो बैक्टीरिया की कोशिका दीवार में एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड के बीच ग्लाइकोसिडिक बंधन को तोड़ता है। ।

विविधता

ओलिगोसैकेराइड, पॉलीसेकेराइड या ग्लाइकान बहुत विविध अणु हैं और यह कई तरीकों के कारण होता है जिसमें मोनोसैकराइड एक-दूसरे से जुड़कर उच्चतर क्रम संरचना बना सकते हैं।

यह विविधता तथ्य पर आधारित है, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कि शर्करा में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं जो अलग-अलग बंधन क्षेत्रों की अनुमति देते हैं, और यह कि चीनी के आयनिक कार्बन (α या β) के संबंध में दो संभावित स्टीरियोइसोमर्स के बीच हो सकता है।

ग्लाइकोसिडिक बांड एक चीनी और किसी भी हाइड्रोक्सी यौगिक जैसे अल्कोहल या अमीनो एसिड के बीच बन सकते हैं।

इसके अलावा, एक मोनोसैकेराइड दो ग्लाइकोसिडिक बांड बना सकता है, इसलिए यह एक शाखा बिंदु के रूप में काम कर सकता है, कोशिकाओं में ग्लाइकेंस या पॉलीसेकेराइड की संरचना में संभावित जटिलता का परिचय दे सकता है।

प्रकार

जहां तक ​​ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के प्रकारों का संबंध है, दो श्रेणियों को विभेदित किया जा सकता है: मोनोसैकेराइड्स के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड जो कि ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड बनाते हैं, और ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड जो ग्लाइकोप्रोटीन या ग्लाइकोलिपिड्स में होते हैं, जो कार्बोहाइड्रेट के प्रोटीन या लिपिड होते हैं। ।

ओ-ग्लूकोसिडिक बांड

ओ-ग्लाइकोसिडिक बांड मोनोसैकराइड के बीच होते हैं, वे एक चीनी अणु के हाइड्रॉक्सिल समूह और दूसरे के विसंगति कार्बन के बीच प्रतिक्रिया से बनते हैं।

डिसैकराइड सबसे सामान्य ओलिगोसेकेराइड में से एक हैं। पॉलीसेकेराइड में 20 से अधिक मोनोसेकेराइड इकाइयाँ एक साथ रैखिक फैशन में जुड़ी होती हैं और कभी-कभी कई शाखाएँ होती हैं।

ओ-ग्लाइकोसिडिक बांड का उदाहरण (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से तिपिरोजसी)

मल्टोस, लैक्टोज, और सुक्रोज जैसे डिसाकार्इड्स में, सबसे आम ग्लाइकोसिडिक बंधन ओ-ग्लूकोसिडिक प्रकार है। ये बंधन α या eric आइसोमेरिक रूपों के कार्बन और -OH के बीच हो सकते हैं।

ऑलिगो- और पॉलीसेकेराइड में ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड का गठन शक्कर के स्टिरियोकेमिकल प्रकृति पर निर्भर करेगा, साथ ही साथ कार्बन परमाणुओं की उनकी संख्या पर भी। आम तौर पर, 6 कार्बन के साथ शर्करा के लिए, कार्बन 1 और 4 या 1 और 6 के बीच रैखिक बंधन होते हैं।

दो मुख्य प्रकार के ओ-ग्लाइकोसाइड हैं, जो नामकरण के आधार पर, α और-या 1,2-सीआईएस और 1,2-ट्रांस-ग्लाइकोसाइड के रूप में परिभाषित किए गए हैं।

1,2-सीस ग्लाइकोसिलेटेड अवशेष, डी-ग्लूकोज के लिए α-ग्लाइकोसाइड, डी-मैन्कोज, एल-फ्यूकोस, डी-मेनोसोज, एल-अरेबिनोज के लिए ग्लाइकोसाइड; साथ ही 1,2-ट्रांस (डी-ग्लूकोज के लिए 1,-ग्लाइकोसाइड्स, डी-गैलेक्टोज और डी-मैनोसोज आदि के लिए α-ग्लाइकोसाइड्स), कई प्राकृतिक घटकों के लिए बहुत महत्व के हैं।

O-ग्लाइकोसिलेशन

सबसे आम पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों में से एक ग्लाइकोसिलेशन है, जो एक बढ़ते पेप्टाइड या प्रोटीन के लिए कार्बोहाइड्रेट के हिस्से के अलावा होते हैं। म्यूकिंस, स्रावी प्रोटीन, में ओ-ग्लूकोसिडिक बॉन्ड द्वारा बड़ी मात्रा में ऑलिगोसैकेराइड श्रृंखलाएं जुड़ी हो सकती हैं।

ओ-ग्लाइकोसिलेशन प्रक्रिया यूकेरियोट्स के गोल्गी कॉम्प्लेक्स में होती है और इसमें प्रोटीन के बाइंडिंग हिस्से में ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के माध्यम से-अमीनो एसिड अवशेषों के सेरीन या थियोनाइन और एनोमेरिक कार्बन के बीच होता है। शक्कर का।

कार्बोहाइड्रेट और हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन और हाइड्रॉक्सीलेसिन अवशेषों के बीच इन बंधों का निर्माण और टाइरोसिन अवशेषों के फेनोलिक समूह के साथ भी देखा गया है।

एन-ग्लाइकोसिडिक बांड

एन-ग्लाइकोसिडिक बांड ग्लाइकोसिलेटेड प्रोटीन के बीच सबसे आम हैं। एन-ग्लाइकोसिलेक्शन मुख्य रूप से यूकेरियोट्स के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में होता है, बाद के संशोधनों के साथ जो गोलियोली परिसर में हो सकते हैं।

एन-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड का उदाहरण (स्रोत: Tpirojsi, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

एन-ग्लाइकोसिलेशन सर्वसम्मति अनुक्रम एसएन-एक्सएक्सएक्सएक्स-सर् / थ्रू की उपस्थिति पर निर्भर करता है। ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड शतावरी अवशेषों के साइड चेन के अमाइड नाइट्रोजन और चीनी के एनोमेरिक कार्बन के बीच होता है जो पेप्टाइड श्रृंखला से बांधता है।

ग्लाइकोसिलेशन के दौरान इन बंधों का निर्माण एक ऐसे तत्व पर निर्भर करता है, जिसे ओलिगोसेकार्ट्राइफ़्रैन्सेज़ के रूप में जाना जाता है, जो एस्पिरिन के अवशेषों के ऑक्साइड नाइट्रोजन में एक डॉलिचॉल फॉस्फेट से ऑलिगोसेकेराइड को स्थानांतरित करता है।

अन्य प्रकार के ग्लाइकोसिडिक बांड

एस-ग्लूकोसिडिक बांड

वे प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के बीच भी होते हैं, उन्हें एन-टर्मिनल सिस्टीन और ओलिगोसेकेराइड के साथ पेप्टाइड्स के बीच देखा गया है। इस तरह के बंधन के साथ पेप्टाइड्स शुरू में मानव मूत्र और ग्लूकोज ओलिगोसेकेराइड से बंधे एरिथ्रोसाइट्स में प्रोटीन से अलग थे।

सी-ग्लूकोसिडिक बांड

मानव मूत्र में मौजूद RNase 2 और एरिथ्रोसाइट्स के RNase 2 में एक ट्रिप्टोफैन अवशेषों में पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन (ग्लाइकोसिलेशन) के रूप में उन्हें पहली बार देखा गया था। सी-ग्लूकोसिडिक बंधन के माध्यम से अमीनो एसिड के इण्डोल न्यूक्लियस की स्थिति 2 में एक मैनोज कार्बन से जुड़ा हुआ है।

शब्दावली

ग्लाइकोसाइड शब्द का उपयोग किसी भी चीनी का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जिसका एनोमेरिक समूह एक समूह -ओ (ओ-ग्लाइकोसाइड्स), -एसआर (थायोग्लाइकोसाइड्स), -सीआरआर (सेलेनोग्लाइकोसाइड्स), -एनआर (एन-ग्लाइकोसाइड्स या ग्लूकोसामाइन) या सम-एमसीआर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है (सी-glucosides)।

उन्हें तीन अलग-अलग तरीकों से नामित किया जा सकता है:

(1) "-ido" द्वारा मोनोसैकेराइड के संबंधित चक्रीय रूप के नाम के टर्मिनल "-ओ" की जगह और लिखने से पहले, एक अलग शब्द के रूप में, प्रतिस्थापन आर समूह का नाम।

(2) मोनोसैकराइड नाम के लिए उपसर्ग के रूप में "ग्लाइकोसॉक्सी" शब्द का उपयोग करना।

(3) हाइड्रॉक्सी यौगिक के नाम के लिए उपसर्ग के रूप में ओ-ग्लाइकोसिल, एन-ग्लाइकोसिल, एस-ग्लाइकोसिल या सी-ग्लाइकोसिल शब्द का उपयोग करना।

संदर्भ

1. बर्टोज़ज़ी, सीआर, और राबुका, डी। (2009)। ग्लाइकेन विविधता का संरचनात्मक आधार। ए। वर्की, आर। कमिंग्स, और जे। एस्को (एडीएस), ग्लाइकोबिओलॉजी (2 एड।) की अनिवार्यता। न्यूयॉर्क: कोल्ड स्प्रिंग हार्बर लेबोरेटरी प्रेस। Www.ncbi.nlm.nih.gov से लिया गया
2. बर्मन, सी। (1988)। पॉलीसैकराइड्स में हाइड्रोलिसिस और ग्लाइकोसिडिक लिंक के अन्य दरारें। कार्बोहाइड्रेट रसायन विज्ञान और जैव रसायन में अग्रिम, 46, 251-261।
3. डेमचेंको, एवी (2008)। रासायनिक ग्लाइकोसिलेशन की हैंडबुक: एडवांसस इन स्टेरियोसेलेक्टीविटी एंड थेरैप्टिक रिलेन्स। विले-VCH।
4. लोदीश, एच।, बर्क, ए।, कैसर, सीए, क्राइगर, एम।, बोरस्टेर, ए।, प्लोएग, एच।,… मार्टिन, के (2003)। आणविक कोशिका जीव विज्ञान (5 वां संस्करण)। फ्रीमैन, डब्ल्यूएच एंड कंपनी।
5. नेल्सन, डीएल, और कॉक्स, एमएम (2009)। बायोकेमिस्ट्री के लेहिंगर प्रिंसिपल। ओमेगा संस्करण (5 वां संस्करण)।
6. कार्बोहाइड्रेट का नामकरण (सिफारिशें 1996)। (उन्नीस सौ छियानबे)। Www.qmul.ac.uk से लिया गया
7. सोडरबर्ग, टी। (2010)। एक जैविक जोर के साथ कार्बनिक रसायन विज्ञान, वॉल्यूम I। रसायन विज्ञान संकाय (खंड 1)। मिनेसोटा: यूनिवर्सिटी ऑफ मिनेसोटा मॉरिस डिजिटल वेल। Www.digitalcommons.morris.umn.edu से लिया गया
8. टेलर, सीएम (1998)। ग्लाइकोपेप्टाइड्स और ग्लाइकोप्रोटीन: ग्लाइकोसिडिक लिंकेज पर ध्यान दें। टेट्राहेड्रोन, 54, 11317-11362।