Glykosidová vazba

Glykosidová vazba nebo také glykosidická vazba je typ kovalentní vazby, která spojuje molekulu sacharidů s další sloučeninou, která může být dalším sacharidem nebo jinou látkou. Sloučeniny, které obsahují glykosidovou vazbu, se nazývají glykosidy.

Glykosidová vazba, která se vytváří mezi poloacetalovou nebo poloketalovou skupinou sacharidu a hydroxylovou skupinou jiné sloučeniny, se nazývá O-glykosidová vazba. Může však vznikat i s jinými chemickými skupinami, jako jsou -NR¹R² (vznik N-glykosidů) nebo -CR¹R²R³ (vznik C-glykosidů), -SR (vznik thioglykosidů), -SeR (vznik selenoglykosidů).

O-glykosidová vazba vzniká spojením sacharidů s hydroxylovou skupinou (-OH) jiného sacharidu, postranního řetězce aminokyselin, některých derivátů lipidů nebo i jiných látek obsahujících hydroxylovou skupinu.

N-glykosidová vazba vzniká spojením sacharidů s amino skupinou (-NH₂), například s dusíkatou bází obsaženou v DNA nebo RNA.

Vznik glykosidové vazby

Poloacetal a poloketal

Poloacetal (hemiacetal) nebo poloketal (hemiketal) je chemická sloučenina, která vzniká adicí alkoholu na karbonylovou skupinu (aldehyd nebo keton). Předpona polo- naznačuje, že došlo k adici pouze jedné molekuly alkoholu.

• 

  Vznik poloacetalu (hemiacetalu)

• 

  Vznik poloketalu (hemiketalu)

Sacharidy obsahují karbonylovou skupinu (aldehydovou nebo ketonovou), která je schopná reagovat s hydroxylovou skupinou téže molekuly za tvorby cyklických poloacetalů nebo poloketalů. Jedná se o nukleofilní adici, kdy volný elektronový pár na kyslíku v -OH skupině atakuje parciálně kladně nabitý karbonylový uhlík. Nejstabilnější je pětičlenný kruh (furanóza) nebo šestičlenný kruh (pyranóza).

• 

  Glukóza a fruktóza v lineárním zobrazení

• 

  Glukóza jako pyranóza v cyklickém zobrazení. Poloacetalový uhlík váže OH skupinu vlnovkou.

• 

  (c) Rob Hooft, CC BY-SA 3.0

  Fruktóza jako furanóza v cyklickém zobrazení. Poloketalový uhlík označen číslem 2.

Glykosidová vazba

Poloacetalová nebo poloketalová skupina sacharidů je schopna dále reagovat:

• se skupinou -OH, například alkoholů, lipidů, jiných sacharidů za vzniku oligosacharidů nebo polysacharidů. Vazba se nazývá O-glykosidová.

• 

  se skupinou -NH₂, například dusíkatých bází v DNA nebo RNA. Vazba se nazývá N-glykosidová.

Při této reakci se poloacetalová nebo poloketalová skupina mění na celkový acetal nebo ketal za vzniku glykosidu a vody. Tímto se cukr stabilizuje a ztrácí své redukční účinky.

Disacharidy

O-glykosidovými vazbami jsou spojeny disacharidy, které vznikají kondenzací dvou monosacharidů za odštěpení vody a jsou velmi důležitými sloučeninami všech živých organismů.

Maltóza

Maltóza je disacharid složený ze dvou jednotek glukózy, které jsou spojeny O-glykosidovou vazbou (vazba α 1,4). Jedná se o redukující cukr, protože má volný poloacetal. Získává se hydrolýzou škrobu.

Sacharóza

Sacharóza je disacharid složený z glukózy a fruktózy, které jsou spojeny O-glykosidovou vazbou (vazby α, β 1,2). Jedná se o neredukující cukr, protože nemá volný poloacetal. Je to nejrozšířenější disacharid, který obsahují všechny rostliny (například třtinový nebo řepný cukr).

Laktóza

Laktóza je disacharid složený z glukózy a galaktózy, které jsou spojeny O-glykosidovou vazbou (vazba β 1,4). Jedná se také o redukující cukr. Laktóza je obsažena v mléce savců (4.8 % kravské, 6 % lidské).

Nukleosidy a nukleotidy

N-glykosidovými vazbami jsou spojeny sacharidy s dusíkatými bázemi za vzniku nukleosidů. Nukleotidy vznikají z nukleosidů fosforylací (navázáním fosfátu, tedy zbytku kyseliny fosforečné) na hydroxylovou skupinu sacharidů.

Nukleotidy jsou velmi důležitými sloučeninami všech živých organismů, neboť jsou základními stavebními kameny nukleových kyselin DNA a RNA. Účastní se buněčné komunikace, biologických syntéz a přenosu volné energie v buňce.

Další glykosidové vazby

• S-glykosidová vazba je analogická k O-glykosidové vazbě. Nukleofilem je thiolová skupina -SH
• C-glykosidová vazba je přímé spojení sacharidového atom uhlíku s atomem uhlíku jiné biochemické sloučeniny. Příkladem může být pseudouridin a nebo C-glykosylace proteinů

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Glycosidische Bindung na německé Wikipedii a Glycosidic bond na anglické Wikipedii.