Los azúcares nucleótidos son las formas activadas de los monosacáridos . Los azúcares nucleótidos actúan como donantes de glicosilo en las reacciones de glicosilación . Esas reacciones son catalizadas por un grupo de enzimas llamadas glicosiltransferasas .
Historia
El anabolismo de los oligosacáridos (y, por lo tanto, el papel de los azúcares nucleótidos) no quedó claro hasta la década de 1950, cuando Leloir y sus colaboradores descubrieron que las enzimas clave en este proceso son las glicosiltransferasas. Estas enzimas transfieren un grupo glicosilado de un nucleótido de azúcar a un aceptor. [1]
Importancia biológica y energética
Para actuar como donantes de glicosilo, estos monosacáridos deben existir en una forma altamente energética. Esto ocurre como resultado de una reacción entre el trifosfato de nucleósido (NTP) y el monofosfato de glicosilo (fosfato en el carbono anomérico ). El reciente descubrimiento de la reversibilidad de muchas reacciones catalizadas por glicosiltransferasas pone en tela de juicio la designación de los nucleótidos de azúcar como donantes "activados". [2] [3] [4] [5] [6]
Activación de monosacáridos
Tipos
Existen nueve nucleótidos de azúcar en los humanos que actúan como donadores de glicosilo y pueden clasificarse según el tipo de nucleósido que los forma: [7]
Difosfato de guanosina: GDP-α-D-Man , GDP-β-L-Fuc.
Monofosfato de citidina: CMP-β-D- Neu5Ac ; en los seres humanos, es el único azúcar nucleótido en forma de monofosfato de nucleótido.
Difosfato de citidina: CDP-D- Ribitol (es decir, CMP-[ribofosfato de ribitol]); [8] aunque no es un azúcar, el alcohol de azúcar fosforilado ribitol fosfato se incorpora al matriglicano como si fuera un monosacárido.
En otras formas de vida se utilizan muchos otros azúcares y se utilizan varios donantes para ellos. Los cinco nucleósidos comunes se utilizan como base para un nucleótido donante de azúcar en algún lugar de la naturaleza. Como ejemplos, la CDP-glucosa y la TDP-glucosa dan lugar a varias otras formas de nucleótidos donantes de azúcar CDP y TDP. [9] [10]
Estructuras
A continuación se enumeran las estructuras de algunos azúcares nucleótidos (un ejemplo de cada tipo).
Relación con la enfermedad
El metabolismo normal de los azúcares nucleótidos es muy importante. Cualquier mal funcionamiento de cualquier enzima que contribuya a su funcionamiento dará lugar a una determinada enfermedad [11] , por ejemplo:
Miopatía por cuerpos de inclusión: es una enfermedad congénita resultante de una función alterada de la epimerasa UDP-GlcNAc.
Distrofia corneal macular: es una enfermedad congénita resultante del mal funcionamiento de la GlcNAc-6-sulfotransferasa.
Un trastorno congénito de la α-1,3 manosil transferasa provocará una variedad de síntomas clínicos, por ejemplo, hipotonía, retraso psicomotor, fibrosis hepática y diversos problemas de alimentación.
Relación con el descubrimiento de fármacos
El desarrollo de estrategias quimioenzimáticas para generar grandes bibliotecas de nucleótidos de azúcar no nativos ha permitido un proceso denominado glicoaleatorización , en el que estas bibliotecas de nucleótidos de azúcar sirven como donantes para que las glicosiltransferasas permisivas permitan la glicosilación diferencial de una amplia gama de productos farmacéuticos y productos naturales complejos . [12] [13]
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