Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Манноза – альдогексоздық көмірсулар тобының қант мономері. Ол глюкозаның С2 эпимері болып табылады. Манноза адам метаболизмінде, әсіресе кейбір ақуыздардың гликозильденуі процесінде маңызды рөл атқарады. Гликозильденудің туа біткен бірнеше бұзылыстары манноза метаболизміне қатысқан ферменттердегі мутациялармен байланысты. Манноза – қажетті қоректік зат емес, ол адам организмінде глюкозадан түзіле алады немесе глюкозаға айналуы мүмкін. Манноза 2–5 ккал/г энергия береді. Ол ішінара зәрмен шығарылады.
Mannose is a sugar monomer of the aldohexose series of carbohydrates. It is a C 2 epimer of glucose. Mannose is important in human metabolism, especially in the glycosylation of certain proteins. Several congenital disorders of glycosylation are associated with mutations in enzymes involved in mannose metabolism. Mannose is not an essential nutrient; it can be produced in the human body from glucose, or converted into glucose. Mannose provides 2–5 kcal/g. It is partially excreted in the urine.
Этимология
"Манноза" және "маннит" сөздерінің түбірі – манна, ол Киелі кітапта Синай аймағындағы ізраилдіктердің саяхаты кезінде оларға берілген тағам ретінде сипатталған. Бірнеше ағаштар мен бұталар манна деп аталатын затты өндіре алады, мысалы, "манна ағашы" (Fraxinus ornus), оның шырыштарынан маннитол алғаш рет бөліп алынған.
The root of both "mannose" and "mannitol" is manna, which the Bible describes as the food supplied to the Israelites during their journey in the region of Sinai. Several trees and shrubs can produce a substance called manna, such as the "manna tree" (Fraxinus ornus) from whose secretions mannitol was originally isolated.
Құрылымы
Манноза көбінесе екі түрлі өлшемдегі сақина түрінде кездеседі: пираноза (алты мүшелі) және фураноза (бес мүшелі). Әрбір сақина жабылуы аномерлік позицияда альфа немесе бета конфигурациясы болуы мүмкін. Химиялық зат осы төрт түрдің арасында жылдам изомерленуге ұшырайды. + D Манноза изомерлері (Ховорт проекциялары) % құрамы: α D Маннофураноза 0,6%, β D Маннофураноза 0,2%, α D Маннопираноза 63,7%, β D Маннопираноза 35,5%.
Mannose commonly exists as two different sized rings, the pyranose (six membered) form and the furanose (five membered) form. Each ring closure can have either an alpha or beta configuration at the anomeric position. The chemical rapidly undergoes isomerization among these four forms. + D Mannose isomers (Haworth projections)Percent composition α D Mannofuranose0.6% β D Mannofuranose0.2% α D Mannopyranose63.7% β D Mannopyranose35.5%
Метаболизм
Гликозилдеу кезінде қолданылатын маннозаның көп бөлігі глюкозадан түскен деп есептеледі, бірақ мәдениетте өсірілген гепатома жасушаларында (бауырдың қатерлі жасушалары) гликопротеин биосинтезі үшін қажетті маннозаның көп бөлігі глюкоза емес, жасушадан тыс маннозадан алынады. Бауырда синтезделген гликопротеиндердің көпшілігі қанға шығарылады, сондықтан диеталық манноза организмде таралады. Манноза көптеген гликоконъюгаттардың құрамында болады, соның ішінде ақуыздардың N-байланысты гликозилдеуінде кездеседі. С-маннозилдеу де жиі кездеседі және коллагенге ұқсас аймақтарда табылады. Көптеген полисахаридтер мен гликопротеиндердің қорытылуы нәтижесінде манноза түзіледі, ол гексокиназа ферментімен фосфорилделіп манноза-6-фосфатқа айналады. Манноза-6-фосфат фосфоманноза изомераза ферменті арқылы фруктоза-6-фосфатқа айналады, содан кейін гликолиз жолына түседі немесе гепатоциттердің глюконеогенез жолы арқылы глюкоза-6-фосфатқа айналады. Манноза N-байланысты гликозилдеудегі басты моносахарид болып табылады, бұл ақуыздардың посттрансляциялық модификациясы. Ол эндоплазмалық ретикулумдағы жаңа түзілген гликопротеиндерге Glc3Man9GlcNAc2 бірлігін бірден көшіру арқылы басталады, ақуыз тасымалдау жүйесі арқылы кірген кезде. Глюкоза толыққанды бүктелген ақуызда гидролизденеді, ал манноза фрагменттері ER және Гольджидегі маннозидазалармен гидролизденеді. Әдетте, ересек адамның гликопротеиндерінде GlcNAc, галактоза және сиало қышқылымен тізбектеп өзгертілген үш манноза қалдығы ғана болады. Бұл маңызды, себебі сүтқоректілердің туа пайда болған иммундық жүйесі сыртқы манноза қалдықтарын тануға бейімделген. Бұл қабілет ашытқылардың бетінде маннан түрінде кездесетін манноза қалдықтарының көп болуымен байланысты. Адамның иммуножеткіліксіздік вирусының вирустық қыртысында гликандардың тығыз жиналуына байланысты маноза қалдықтарының көп мөлшері байқалады. Бұл манноза қалдықтары кең спектрлі бейтараптандыратын антиденелердің нысанасы болып табылады.
While much of the mannose used in glycosylation is believed to be derived from glucose, in cultured hepatoma cells (cancerous cells from the liver), most of the mannose for glycoprotein biosynthesis comes from extracellular mannose, not glucose. Many of the glycoproteins produced in the liver are secreted into the bloodstream, so dietary mannose is distributed throughout the body. Mannose is present in numerous glycoconjugates including N linked glycosylation of proteins. C Mannosylation is also abundant and can be found in collagen like regions. The digestion of many polysaccharides and glycoproteins yields mannose, which is phosphorylated by hexokinase to generate mannose 6 phosphate. Mannose 6 phosphate is converted to fructose 6 phosphate, by the enzyme phosphomannose isomerase, and then enters the glycolytic pathway or is converted to glucose 6 phosphate by the gluconeogenic pathway of hepatocytes. Mannose is a dominant monosaccharide in N linked glycosylation, which is a post translational modification of proteins. It is initiated by the en bloc transfer on Glc3Man9GlcNAc2 to nascent glycoproteins in the endoplasmic reticulum in a co translational manner as the protein entered through the transport system. Glucose is hydrolyzed on fully folded protein and the mannose moieties are hydrolyzed by ER and Golgi resident mannosidases. Typically, mature human glycoproteins only contain three mannose residues buried under sequential modification by GlcNAc, galactose, and sialic acid. This is important, as the innate immune system in mammals is geared to recognise exposed mannose residues. This activity is due to the prevalence of mannose residues, in the form of mannans, on the surfaces of yeasts. The human immunodeficiency virus displays considerable amount of mannose residues due to the tight clustering of glycans in its viral spike. These mannose residues are the target for broadly neutralizing antibodies.
Биотехнология
Ашытқыда өндірілген рекомбинантты ақуыздар, сүтқоректілер жасушаларында кездесетін үлгілерден өзгеше манноза қосылу схемасына ие болуы мүмкін. Бұл рекомбинантты ақуыздар мен сүтқоректілерде табиғи түрде өндірілетін ақуыздар арасындағы айырмашылық вакциналардың тиімділігіне әсер етіп, өзгерістер енгізуі мүмкін.
Recombinant proteins produced in yeast may be subject to mannose addition in patterns different from those used by mammalian cells. This difference in recombinant proteins from those normally produced in mammalian organisms may influence the effectiveness of vaccines.
Құрылу
Манноза манниттің тотығу нәтижесінде де түзілуі мүмкін. Сонымен қатар, ол Lobry de Bruyn–van Ekenstein түрленуі кезінде глюкозадан да пайда болады.
Mannose can be formed by the oxidation of mannitol. It can also be formed from glucose in the Lobry de Bruyn–van Ekenstein transformation.
Қолданылуы
Манноза (D-манноза) қайталанатын несеп жолдарының инфекцияларын (НЖИ) алдын алу үшін диеталық қосымша ретінде қолданылады. 2022 жылғы мәліметтерге сәйкес, бір шолуда маннозаның НЖИ-ді алдын алуда антибиотиктермен бірдей тиімді екені анықталды. MANXYZ тасымалдаушы кешені E. coli бактериофагының лямбда инфекциясына да қатысады, ManY және ManZ суббірліктері лямбда фагының дұрыс инфекциялануы үшін жеткілікті. MANXYZ үш полипептидтік тізбектегі төрт доменнен тұрады: ManX, ManY және ManZ. ManX суббірлігі мембрананың цитоплазмалық жағында орналасқан гомодимер құрайды. ManX екі IIA және IIB доменін қамтиды, олар иілгіш пептидпен байланысқан, әр доменде фосфорилдеу орны бар және фосфорил екі суббірлік арасында ауысады. ManX мембранаға байланысуы немесе байланыспауы мүмкін. PEP-тің фосфорил тобы импортталған қантқа 1-фермент және гистидин ақуыз фосфат тасымалдаушы арқылы, содан кейін ManXYZ тасымалдау кешенінің ManX, ManY және ManZ суббірліктеріне беріледі, бұл кіретін гексоза қантын фосфорилдеп, гексоза-6-фосфатты құрайды.
Mannose (D mannose) is used as a dietary supplement to prevent recurrent urinary tract infections (UTIs). as of 2022, one review found that taking mannose was as effective as antibiotics to prevent UTIs, The MANXYZ transporter complex is also involved in infection of E. coli by bacteriophage lambda, with subunit ManY and ManZ being sufficient for proper lambda phage infection. MANXYZ possesses four domains in three polypeptide chains; ManX, ManY, and ManZ. The ManX subunit forms a homodimer that is localized to the cytoplasmic side of the membrane. ManX contains two domains IIA and IIB linked by a hinge peptide with each domain containing a phosphorylation site and phosphoryl transfer occurs between both subunits. ManX can be membrane bound or not. The phosphoryl group of PEP is transferred to the imported sugar via Enzyme 1, histidine protein phosphate carrier, and then to the ManX, ManY, and ManZ subunits of the ManXYZ transportation complex, which phosphorylates the entering hexose sugar, creating a hexose 6 phosphate.