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Trehalosamina

Las trehalosaminas son aminoazúcares en los que un grupo hidroxilo de la trehalosa se reemplaza por un grupo amino . Si bien se ha informado que la 2-, 3- y 4-trehalosamina derivada de actinomicetos son compuestos naturales, [1] [2] [3] se ha informado que la 6-trehalosamina es un compuesto sintético. [4] Tienen una actividad antimicrobiana débil [1] [2] [3] [5] y podrían considerarse como una clase de antibióticos aminoglucósidos . Las propiedades y funciones de la 4-trehalosamina se han investigado en profundidad de la siguiente manera. [6]

Actividad protectora

Como "una trehalosa que posee un grupo amino", la trehalosamina comparte muchas propiedades y características en común con la trehalosa; además, también se sugieren funciones únicas debido a la presencia de un grupo amino. La trehalosa se utiliza como un agente protector para almidón, proteína, células o tejidos debido a que su fracción de azúcar no reductor tiene una reactividad no específica menor que los azúcares reductores y altas actividades hidratantes y protectoras. [7] En muchos casos, la 4-trehalosamina exhibe estas actividades protectoras ya sea comparables o marginalmente superiores a las de la trehalosa. Además, la 4-trehalosamina exhibe una fuerte actividad amortiguadora del pH cercana a la neutralidad, mientras que la trehalosa no tiene tal capacidad. Por lo tanto, se espera que se agregue a alimentos y productos industriales como un agente hidratante y protector de tipo trehalosa con capacidad amortiguadora del pH. [6]

Efectos sobre los organismos vivos

Se sabe que la trehalosa exhibe actividad inductora de autofagia, actividad antiinflamatoria, actividad de chaperona molecular o actividad antioxidante en un sentido amplio in vivo. [8] Se está estudiando para su uso como tratamiento para enfermedades neurodegenerativas y enfermedades relacionadas con el estilo de vida, como medicamento, suplemento o como prebiótico. Sin embargo, como se hidroliza en el cuerpo por la trehalasa , una enzima que degrada la trehalosa, su efecto fisiológico es limitado. También existe la preocupación de que los niveles de glucosa en sangre puedan aumentar debido a la generación de glucosa como producto de degradación. Pero la 4-trehalosamina no se degrada por la trehalasa humana, y se ha confirmado en experimentos con ratones que no es tóxica y no aumenta los niveles de azúcar en sangre. Por esta razón, la 4-trehalosamina también está atrayendo la atención como sustituto de la trehalosa en estas aplicaciones. [6]

Como material de partida para la síntesis de derivados de trehalosa

En general, los sacáridos tienen múltiples grupos hidroxilo en la molécula y, para sintetizar sistemáticamente derivados específicos, se requieren protocolos complicados, como protección y desprotección repetidas. Aunque está limitado al sitio del grupo amino, se pueden sintetizar varios derivados con relativa facilidad utilizando la reactividad diferente a la del grupo hidroxilo de la trehalosamina. Hasta ahora se han desarrollado derivados de bajo peso molecular, como la azida, el surfactante IMCTA-C14, los derivados fluorescentes o marcados con biotina, y también se espera su aplicación al desarrollo de compuestos poliméricos que contengan estructuras periódicas de trehalosa. [6] [9]

Referencias

  1. ^ ab Arcamone F, Bizioli F (1957). "Aislamiento y constitución de trehalosamina, un nuevo aminoazúcar de un estreptomiceto". Gazz. Chim. Ital . 87 : 896–902.
  2. ^ ab Naganawa H, Usui N, Takita T, Hamada M, Maeda K (febrero de 1974). "Carta: 4-amino-4-desoxi-alfa, alfa-trehalosa, un nuevo metabolito de un Streptomyces". The Journal of Antibiotics . 27 (2): 145–146. doi : 10.7164/antibiotics.27.145 . PMID  4826088.
  3. ^ ab Dolak LA, Castle TM, Laborde AL (julio de 1980). "3-Trehalosamina, un nuevo antibiótico disacárido". The Journal of Antibiotics . 33 (7): 690–694. doi : 10.7164/antibiotics.33.690 . PMID  6773914.
  4. ^ Hanessian S, Lavallee P (noviembre de 1972). "Síntesis de 6-amino-6-desoxi-α,α-trehalosa: un isómero posicional de trehalosamina". The Journal of Antibiotics . 25 (11): 683–684. doi : 10.7164/antibiotics.25.683 . PMID  4647840.
  5. ^ Groenevelt JM, Meints LM, Stothard AI, Poston AW, Fiolek TJ, Finocchietti DH, et al. (agosto de 2018). "Síntesis quimioenzimática de trehalosamina, un antibiótico aminoglucósido y precursor de sondas de imágenes micobacterianas". The Journal of Organic Chemistry . 83 (15): 8662–8667. doi :10.1021/acs.joc.8b00810. PMC 6358420 . PMID  29973045. 
  6. ^ abcd Wada SI, Arimura H, Nagayoshi M, Sawa R, Kubota Y, Matoba K, et al. (junio de 2022). "Redescubrimiento de la 4-trehalosamina como un análogo de trehalosa biológicamente estable, de producción masiva y químicamente modificable". Biología avanzada . 6 (6): e2101309. doi : 10.1002/adbi.202101309 . PMID  35297567. S2CID  247499479.
  7. ^ Higashiyama T (enero de 2002). "Nuevas funciones y aplicaciones de la trehalosa". Química pura y aplicada . 74 (7): 1263–1269. doi : 10.1351/pac200274071263 . ISSN  1365-3075. S2CID  28311022.
  8. ^ Menzies FM, Fleming A, Rubinsztein DC (junio de 2015). "Autofagia comprometida y enfermedades neurodegenerativas". Nature Reviews. Neuroscience . 16 (6): 345–357. doi :10.1038/nrn3961. PMID  25991442. S2CID  19272817.
  9. ^ Teramoto N, Sachinvala ND, Shibata M (agosto de 2008). "Trehalosa y polímeros basados ​​en trehalosa para materiales ambientalmente benignos, biocompatibles y bioactivos". Moléculas . 13 (8): 1773–1816. doi : 10.3390/molecules13081773 . PMC 6245314 . PMID  18794785.