Δήμητρα Σπανού, Χημικός, καθηγήτρια Β/θμιας Εκπαίδευσης με οργανική θέση στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης
υπό κατασκευή
ΟΙ ΓΛΥΚΟΖΥΛΙΩΣΕΙΣ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ
Η γλυκοζυλίωση είναι μια διαδικασία όπου υπολείμματα σακχάρου συνδέονται με οργανικά μόρια.
Διακρίνονται σε ενζυματικές γλυκοζυλιώσεις και μη ενζυματικές γλυκοζυλιώσεις.
Η ενζυματική γλυκοζυλιώση είναι μια ελεγχόμενη διαδικασία που συμβαίνει σε πρωτεϊνες και λιπίδια, κατά τις οποίες παράγονται γλυκοσίδες που είναι οι γλυκοπρωτεϊνες και τα γλυκολιπίδια με την αντίστοιχη γλυκοζυλίωση πρωτεϊνών και λιπιδίων
Η μη ενζυματική γλυκοζυιώση είναι μια μη ελεγχόμενη διαδικασία που συμβαίνουν σε πρωτεϊνες , λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα ενός ζωντανού οργανισμού που συμβαίνει χωρίς τη συμμετοχή ενζύμων,
ΟΙ ΕΝΖΥΜΑΤΙΚΕΣ ΓΛΥΚΟΖΥΛΙΩΣΕΙΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ
Το φαινόμενο της ενζυματικής γλυκοζυλίωση των πρωτεϊνών μπορεί να συμβεί και κατά την διάρκεια της κατασκευής μιας πρωτεϊνης στο ριβόσωμα και της μεταφοράς της στο ενδοπλασματικό δίκρτυο στην συνέχεια, όσο και μετά την σύνθεσή της στο ριβόσωμα. Το τελευταίο μπορεί να είναι αποτέλεσμα γονιδιακής έκφρασης σαν ένα υποχρεωτικό βήμα για την ωρίμανση των πρωτεϊνών, όπως για παράδειγμα στις πρωτεϊνες της μεμβράνης πλάσματος που απαιτείται γλυκοζυλίωση όπου οι υδατάνθρακες προσκολλώνται σε συγκεκριμένες θέσεις των πρωτεϊνών
Περιπτώσεις γλυκοζυλιώσεων πρωτεϊνών είναι
η Ο γλυκοζυλίωση που γίνεται στο κυτταρόλασμα και στον πυρήνα του κυττάρο όπου τα σάκχαρα συνδέονται με υδροξύλια πλευρικής αλυσίδας σερίνης, θρεονίνης, τυροσίνης, υδροξυλυσίνης (υδροξυαμινοξέα), και
Η Ν γλυκοζυλίωση γίνεται συνήθως σε πρωτεϊνες σφαιρίνες στην μεμβράνη του ενδοπλασματικού δικτύου και στην συνέχεια μεταφέρονται στο σύστημα Golgi για τροποποίηση.
Στην Ν γλυκοζυλίωση όπου το σάκχαρο συνδέεται με το άζωτο της πλευρικής αλυσίδας ασπαριγίνης ή αργινίνης
Όμως υπάρχουν περιπτώσεις όπου γίνονται γλυκοζυλιώσεις λόγω παραβίασης του σήματος και σε αυτό 'εχουν την αιτία τους δυσλειτουργίες και ασθένειες
ΟΙ ΜΗ ΕΝΖΥΜΑΤΙΚΕΣ ΓΛΥΚΟΖΥΛΙΩΣΕΙΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ (ΓΛΥΚΙΩΣΗ)
Οι μη ενζυματικές γλυκοζυλιώσεις πρωτεϊνών συμβαίνουν μεταξύ αναγωγικών υδατανθράκων (γλυκόζη, φρουκτόζη κ.λ.π.) και ελευθέρων αμινομάδων πρωτεϊνών, λιπιδίων και νουκλεϊκών οξέων ενός ζωντανού οργανισμού .
Είναι η ομοιοπολική προσκόλληση ελεύθερων σακχάρων σε πρωτεϊνες της κυκλοφορίας του αίματος . Γίνεται σε ελεύθερες αμινομάδες πρωτεϊνών με υπολείμματα αμινοξέων που διαθέτουν επιπλέον αμινομάδα. π.χ. Ασπαριγίνη
Συμβαίνουν όταν υπάρχει περίσσεια υδατανθράκων στο αίμα
ώστε, η ποσότητα των γλυκοζιωμένων κατ' αυτόν το τρόπο οργανικών μορίων, αυξάνει με την αυξηση επιπέδων γλυκόζης στον οργανισμό.
Παράδειγμα η ποσότητα της τροποποποιημένης αιμοσφαιρίνης στο αίμα συμβαδίζει με τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα
Η γλυκοζυλιώσεις οργανικών μορίων είναι μια ειδική περίπτωση της αντίδρασης Maillar
Σύμφωνα με την πορεία της αντίδρασης αρχικά σχηματίζεται μια βάση Schiff. Αυτό είναι η αντίδραση ενός ανατρέψιμου ισομερισμού που δημιουργεί ένα πιο σταθερό προϊόν, μια γλυκοζαμίνη (προϊόν Αmadori) που είναι ένα πρώϊμο προϊόν προχωρημένης γλυκοζυλίωσης
Οι γλυκολιώσεις προκαλούν προβλήματα υγείας και συνδέονται με ασθένειες όπως ο σαχαρώδης διαβήτης
Εάν υπάρχει περίσσεια σακχάρου η γλυκίωση είναι σύνηθης στις ίνες κολλαγόνου ιδιαίτερα κατά την διάρκεια της γήρανσης του οργανισμού
Οι ενώσεις που παράγονται από την γλυκίωση (AGEs) δημιουργούν φλεγμονές στους ιστούς και εμποδίζεται η φυσιολογική μεταφορά οξυγόνου στα κύτταρα. και συνδέονται με καρδιαγγειακά νοσήματα, αθηρωσκλήρωση κ.α. Αδρανούν τα φυσικά αντιοξειδωτικά ένζυμα μειώνουν την φυσική άμυνα στις ελεύθερες ρίζες και επιταχύνουν την γήρανση
Η ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΗ
Η ΕΝΥΔΑΤΩΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΩΝ
Σαν ενυδάτωση θεωρούμε την αλληλεπίδραση μορίων νερού με μόρια ξηρής ή διαλυμένης ουσίας
Η ενυδάτωση των βιοπολυμερών (πρωτεϊνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες, είναι μια διαδικασία αλληλεπίδρασης των μορίων των βιοπολυμερών με μόρια νερού που έχει σημαντική επίδραση στη δομή, τις λειτουργίες και τις ιδιότητες του βιοπολυμερούς.
Γενικότερα η προσρρόφηση νερού από μακρομόρια οφείλεται σε πλευρικές ομάδες. ιδιαίτερα αν είναι πολικές
Τα μακρομόρια τα οποία αποτελούν το 90% της μάζας των κυττάρων και παρατηρείται συχνά περιτύλιξη που οφείλεται στην αμοιβαία έλξη λόγω της δράσης μεμονωμένων πολυμερών δεσμών αλλά και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Έτσι πολύ συχνά η ενυδάτωση γίνεται στο εξωτερικό του βιομορίου
Το μακρομόριο που προσροφά νερό διογκώνεται. Η επίδραση του νερού σε διάφορες λειτουργικές ομάδες των βιομορίων έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία ενός κέλυφους ενυδάτωσης που μπορεί να επιρρεάσει την δομή και τις ιδιότητες του βιομορίου, όπως διάφορες χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στα κύτταρα, την σταθερότητα, την διαπερατότητα κ.α.
Στους πολυσακχαρίτες επιρρεάζει την διαλυτότητά τους και τον όγκο τους
Ένα μέρος νερού είναι ενσωματωμένο σε μια τέτοια δομή εφόσον το μακρομόριο βρίσκεται σε ένυδρο περιβάλλον.
Η προσρόφηση νερού σε πρωτεϊνες αρχικά συμβαίνει, λόγω της ηλεκτροστατικής δέσμευσης μορίων νερού με πολικά θραυσματα πλευρικών ριζών αμινοξέων που έχουν αρνητικό φορτίο αλλά και βασικά αμινοξέα που έχουν θετικό φορτίο.
Εάν υπάρχουν γέφυρες στο μακρομόριο, -που σημαίνει ότι πλευρικές ομάδες συνδέονται μεταξύ των αλυσίδων του-, όπως και διασταυρούμενοι δεσμοί μεταξύ των το μακρομόριο αυτό δεν απορροφά νερό και δεν διαλύεται
ΠΗΓΕΣ
ΠΗΓΕΣ
Δομή υδατανθράκων - χαρακτηριστικά και ταξινόμηση μορίων εν συντομία
Подробнее: https://obrazovaka.ru/himiya/stroenie-uglevodov-osobennosti-kratko.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BD#/media/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Heme_b.svg
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%9D%D0%9A-%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B0
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BD
https://www.shutterstock.com/el/image-vector/ion-channel-structure-vector-diagram-479593594
https://studme.org/424086/matematika_himiya_fizik/gidrofilnye_svoystva_belkov
https://studme.org/424086/matematika_himiya_fizik/gidrofilnye_svoystva_belkov
https://isu.ru/ru/news/2023/details/news-id2023-00383/
ακατέργαστο
file:///C:/Users/user/Downloads/voda-i-gidratatsiya-biopolimerov-v-zhivyh-kletkah-teoriya-i-eksperimenty%20(2).pdf
Με βάση τις φυσικές και φυσικοχημικές ιδιότητες του μορίου του νερού, εξετάζονται εν συντομία οι ανωμαλίες του υγρού νερού και οι κλασικές θεωρίες που αναπτύχθηκαν για να εξηγήσουν τη δομή του, με ιδιαίτερη προσοχή στη θεωρία του N.A. Bulyenkov. Η ικανότητα των μορίων του νερού να αυτοοργανώνονται σε φράκταλ δομές έντασης ενέργειας [1], που αποδεικνύεται σε αυτήν, μαζί με τα αποτελέσματα της [2] που περιγράφει τα βιοπολυμερή ως "ενεργειακές μηχανές" της μοριακής δομής των κυττάρων, χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία και την περιγραφή ενός κβαντοφυσικού μοντέλου της βιοενεργειακής ενός ζωντανού κυττάρου [3]. Εξετάζεται ο ρόλος των κέντρων ενυδάτωσης των βιοπολυμερών, τα οποία, μαζί με τους ταλαντωτές της δομής των βιοπολυμερών, είναι μοριακά συστήματα για την επανεκπομπή εξωτερικής ενέργειας. Οι αναφερόμενες θεωρίες αποτελούν τη βάση για ένα φυσικό μοντέλο του κυτταροπλάσματος του κυττάρου ως ένα σύνθετο υδατικό διάλυμα κορεσμένο με δομές μοριακού νερού διαφόρων διαμορφώσεων και φυσικοχημικών ιδιοτήτων. Έχει αποδειχθεί ότι το νερό συμμετέχει στους ζωντανούς οργανισμούς με εντελώς διαφορετικούς τρόπους: πρώτον, ως συστατικό του κυτταροπλάσματος και, δεύτερον, ως μια εύκαμπτη, μακρόβια δομή που συνδέει όλα τα βιοπολυμερή και τα βιομόρια του κυτταροπλάσματος, καθώς και το μεσοκυττάριο υγρό σε εκτεταμένα και διακλαδισμένα «κανάλια» που παρέχουν ενεργειακές συνδέσεις μεταξύ απομακρυσμένων κυττάρων ενός ζωντανού οργανισμού μεταφέροντας
κβάντα μέσω αυτών των συστημάτων χωρίς την απορρόφησή τους από το νερό,
το οποίο αποτελεί τη βάση του κυτταροπλάσματος.
Οι πολυσακχαρίτες έχουν κάποιες ιδιαιτερότητες. Είναι χωρίς ζάχαρη και ελάχιστα διαλυτά στο νερό. Οι πολυσακχαρίτες μπορούν να πυρποληθούν ή να εμποτιστούν με νερό (διόγκωση). Σε αντίθεση με τους μονοσακχαρίτες και τους ολιγοσακχαρίτες, αυτές είναι πιο άκαμπτες ουσίες που εκτελούν κυρίως δομική λειτουργία (διατήρηση του εξωσκελετού, του κυτταρικού σχήματος κ.λπ.).