Введение
Присоединение сахара к белку или липиду
Гликозилирование (неферментативное гликозилирование) – это ковалентное присоединение сахара к белку, липиду или молекуле нуклеиновой кислоты. Типичными сахарами, участвующими в гликозилировании, являются глюкоза, фруктоза и их производные. Гликозилирование – это неферментативный процесс, ответственный за многие (например, микро- и макрососудистые) осложнения при сахарном диабете и связан с некоторыми заболеваниями и старением. Считается, что конечные продукты гликозилирования играют причинную роль в сосудистых осложнениях сахарного диабета. В отличие от гликозилирования, гликозилирование – это фермент-опосредованное, АТФ-зависимое присоединение сахаров к белку или липиду. Гликозилирование происходит главным образом в кровотоке, затрагивая небольшую долю абсорбированных простых сахаров: глюкозы, фруктозы и галактозы. По-видимому, фруктоза обладает примерно в десять раз большей гликозилирующей активностью, чем глюкоза, основной источник энергии для организма. Гликозилирование может происходить посредством реакций Амадори, реакций Шиффа и реакций Майяра, которые приводят к образованию поздних продуктов гликозилирования (AGEs). Долгоживущие клетки (такие как нервы и различные типы клеток мозга), долговечные белки (такие как кристаллины хрусталика и роговицы) и ДНК могут накапливать значительное количество продуктов гликозилирования с течением времени. Повреждение, вызванное гликозилированием, приводит к уплотнению коллагена в стенках кровеносных сосудов, что приводит к повышенному кровяному давлению, особенно при диабете. Гликозилирование также вызывает ослабление коллагена в стенках кровеносных сосудов, что может привести к микро- или макроаневризмам, которые, в случае локализации в мозге, могут вызвать инсульты.
Гликация ДНК
Термин "гликация ДНК" относится к повреждению ДНК, индуцированному реактивными карбонильными соединениями (преимущественно метилглиоксалем и глиоксалем), которые присутствуют в клетках как побочные продукты метаболизма сахаров. Гликация ДНК может приводить к мутациям, разрывам в ДНК и цитотоксичности. Гуанин в ДНК является наиболее уязвимым для гликирования основанием. Гликированная ДНК, как форма повреждения, встречается с частотой, сопоставимой с более изученным окислительным повреждением ДНК. Белок, обозначенный DJ-1 (также известный как PARK7), задействован в репарации гликированных оснований ДНК у человека, а гомологи этого белка также были обнаружены у бактерий.