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Glicación

La glicación ( glucosilación no enzimática ) es la unión covalente de un azúcar a una molécula de proteína , lípido o ácido nucleico . [1] Los azúcares típicos que participan en la glicación son la glucosa , la fructosa y sus derivados. La glicación es el proceso no enzimático responsable de muchas complicaciones (por ejemplo, micro y macrovasculares) en la diabetes mellitus y está implicada en algunas enfermedades y en el envejecimiento. [2] [3] [4] Se cree que los productos finales de la glicación desempeñan un papel causal en las complicaciones vasculares de la diabetes mellitus . [5]

A diferencia de la glicación, la glicosilación es la unión de azúcares a proteínas o lípidos, mediada por enzimas y dependiente de ATP. [1] La glicosilación se produce en sitios definidos de la molécula objetivo. Es una forma común de modificación postraduccional de proteínas y es necesaria para el funcionamiento de la proteína madura.

Bioquímica

Vía de glicación a través del reordenamiento de Amadori (en HbA1c, R suele ser valina N-terminal) [6]
Las imidazolonas (R = CH 2 CH(OH)CH(OH)CH 2 OH) son productos típicos de glicación. Surgen de la condensación de 3-desoxiglucosona con el grupo guanidina de un residuo de arginina . [7]

Las glicaciones se producen principalmente en el torrente sanguíneo en una pequeña proporción de los azúcares simples absorbidos: glucosa , fructosa y galactosa . Parece que la fructosa tiene aproximadamente diez veces la actividad de glicación de la glucosa, el principal combustible del cuerpo. [8] La glicación puede ocurrir a través de reacciones de Amadori , reacciones de bases de Schiff y reacciones de Maillard ; que conducen a productos finales de glicación avanzada (AGE). [1]

Implicaciones biomédicas

Los glóbulos rojos tienen una vida útil constante de 120 días y están disponibles para medir la hemoglobina glucosilada . La medición de HbA1c , la forma predominante de hemoglobina glucosilada, permite controlar el control del azúcar en sangre a medio plazo en la diabetes .

Algunos productos de glicación están implicados en muchas enfermedades crónicas relacionadas con la edad, incluidas las enfermedades cardiovasculares (el endotelio, el fibrinógeno y el colágeno están dañados) y la enfermedad de Alzheimer (las proteínas amiloides son subproductos de las reacciones que progresan a AGE). [9] [10]

Las células de larga vida (como los nervios y diferentes tipos de células cerebrales), las proteínas de larga duración (como las cristalinas del cristalino y la córnea ) y el ADN pueden mantener una glicación sustancial con el tiempo. El daño por glicación produce un endurecimiento del colágeno en las paredes de los vasos sanguíneos, lo que provoca presión arterial alta, especialmente en la diabetes. [11] Las glicaciones también causan el debilitamiento del colágeno en las paredes de los vasos sanguíneos, [12] lo que puede provocar un micro o macroaneurisma; esto puede causar accidentes cerebrovasculares si está en el cerebro.

glicación del ADN

El término glicación del ADN se aplica al daño del ADN inducido por carbonilos reactivos (principalmente metilglioxal y glioxal ) que están presentes en las células como subproductos del metabolismo del azúcar. [13] La glicación del ADN puede provocar mutaciones , roturas en el ADN y citotoxicidad . [13] La guanina en el ADN es la base más susceptible a la glicación. El ADN glicado, como forma de daño, parece ser tan frecuente como el daño oxidativo del ADN, más estudiado. Una proteína, denominada DJ-1 (también conocida como PARK7 ), se emplea en la reparación de bases de ADN glucosiladas en humanos, y también se han identificado homólogos de esta proteína en bacterias. [13]

Ver también

Lectura adicional

Referencias

  1. ^ abc Lima, M .; Baynes, JW (1 de enero de 2013), "Glicación", en Lennarz, William J.; Lane, M. Daniel (eds.), Enciclopedia de química biológica (segunda edición) , Waltham: Academic Press, págs. 405–411, doi :10.1016/b978-0-12-378630-2.00120-1, ISBN 978-0-12-378631-9, recuperado el 16 de diciembre de 2020
  2. ^ Glenn, J.; Stitt, A. (2009). "El papel de los productos finales de glicación avanzada en el envejecimiento y las enfermedades de la retina". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1790 (10): 1109-1116. doi :10.1016/j.bbagen.2009.04.016. PMID  19409449.
  3. ^ Semba, RD; Ferrucci, L.; Sol, K.; Beck, J.; Dalal, M.; Varadhan, R.; Walston, J.; Guralnik, JM; Frito, LP (2009). "Los productos finales de glicación avanzada y sus receptores circulantes predicen la mortalidad por enfermedades cardiovasculares en mujeres mayores que viven en la comunidad". Investigación clínica y experimental sobre el envejecimiento . 21 (2): 182-190. doi :10.1007/BF03325227. PMC 2684987 . PMID  19448391. 
  4. ^ Semba, R.; Najjar, S.; Sol, K.; Lakatta, E.; Ferrucci, L. (2009). "La carboximetillisina sérica, un producto final de glicación avanzada, se asocia con un aumento de la velocidad de la onda del pulso aórtico en adultos". Revista Estadounidense de Hipertensión . 22 (1): 74–79. doi :10.1038/ajh.2008.320. PMC 2637811 . PMID  19023277. 
  5. ^ Yan, SF; D'Agati, V.; Schmidt, AM; Ramasamy, R. (2007). "Receptor de productos finales de glicación avanzada (RAGE): una fuerza formidable en la patogénesis de las complicaciones cardiovasculares de la diabetes y el envejecimiento". Medicina Molecular Actual . 7 (8): 699–710. doi :10.2174/156652407783220732. PMID  18331228.
  6. ^ Yaylayan, Varoujan A.; Huyghues-Despointes, Alexis (1994). "Química de los productos de reordenamiento de Amadori: análisis, síntesis, cinética, reacciones y propiedades espectroscópicas". Reseñas críticas en ciencia de los alimentos y nutrición . 34 (4): 321–69. doi : 10.1080/10408399409527667. PMID  7945894.
  7. ^ Bellier, Justine; Nokin, Marie-Julie; Lardé, Eva; Karoyan, Philippe; Peulen, Olivier; Castronovo, Vicente; Bellahcène, Akeila (2019). "El metilglioxal, un potente inductor de AGE, conecta entre la diabetes y el cáncer". Investigación y práctica clínica de la diabetes . 148 : 200–211. doi :10.1016/j.diabres.2019.01.002. PMID  30664892. S2CID  58631777.
  8. ^ McPherson JD, Shilton BH, Walton DJ (marzo de 1988). "Papel de la fructosa en la glicación y entrecruzamiento de proteínas". Bioquímica . 27 (6): 1901–7. doi :10.1021/bi00406a016. PMID  3132203.
  9. ^ Münch, Gerald; et al. (27 de febrero de 1997). "Influencia de los productos finales de glicación avanzada y los inhibidores de AGE en la polimerización dependiente de la nucleación del péptido β-amiloide". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Base molecular de la enfermedad . 1360 (1): 17–29. doi :10.1016/S0925-4439(96)00062-2. PMID  9061036.
  10. ^ Munch, G; Deuther-Conrad W; Gasic-Milenkovic J. (2002). "El estrés glucoxidativo crea un círculo vicioso de neurodegeneración en la enfermedad de Alzheimer: ¿un objetivo para las estrategias de tratamiento neuroprotector?". J Suplemento de transmisión neuronal . 62 (62): 303–307. doi :10.1007/978-3-7091-6139-5_28. PMID  12456073.
  11. ^ Soldados, G.; Cooper ME (diciembre de 2006). "Productos finales de glicación avanzada y estructura y función vascular". Representante Curr Hypertens . 8 (6): 472–478. doi :10.1007/s11906-006-0025-8. PMID  17087858. S2CID  31239347.
  12. ^ Lee, J.Michael; Samuel P. Veres (2 de abril de 2019). "La reticulación del producto final de glicación avanzada inhibe la plasticidad biomecánica y la morfología de falla característica del tendón nativo". Revista de fisiología aplicada . 126 (4): 832–841. doi :10.1152/japplphysiol.00430.2018. PMC 6485690 . PMID  30653412. 
  13. ^ abc Richarme G, Liu C, Mihoub M, Abdallah J, Leger T, Joly N, Liebart JC, Jurkunas UV, Nadal M, Bouloc P, Dairou J, Lamouri A. Reparación de glicación de guanina por DJ-1/Park7 y sus bacterias homólogos. Ciencia. 14 de julio de 2017;357(6347):208-211. doi: 10.1126/ciencia.aag1095. Publicación electrónica del 8 de junio de 2017. PMID: 28596309