ÁCIDO SIÁLICO: ESTRUTURA, FUNÇÕES E DOENÇAS - BIOLOGIA - 2024

Os ácidos siálicos são monossacarídeos de nove átomos de carbono. Eles pertencem à família dos derivados do ácido neuramínico (ácido 5-amino-3,5-didesoxi-D-glicero-D-galacto-nonulosônico) e são amplamente distribuídos na natureza, particularmente no reino animal.

Eles normalmente não ocorrem como moléculas livres, mas estão ligados por ligações α-glucosídicas a moléculas de carboidratos ou a outras moléculas de ácido siálico, e podem então ocupar posições terminais ou internas dentro de uma cadeia linear de carboidratos.

Esquema de uma molécula de ácido siálico (Fonte: Usuário: glicoforma via Wikimedia Commons)

O termo "ácido siálico" foi cunhado pela primeira vez por Gunnar Blix em 1957, embora relatórios anteriores de outros pesquisadores indiquem que sua descoberta data de uma ou duas décadas antes, quando foram descritos como parte das glicoproteínas sialo mucinas e esfingolipídeos sialo sialo (gangliosídeos)..

Os ácidos siálicos estão presentes em muitos dos reinos da natureza. Eles foram detectados em alguns vírus, bactérias patogênicas, protozoários, crustáceos, vermes, insetos e vertebrados como peixes, anfíbios, pássaros e mamíferos. Pelo contrário, não foram encontrados em fungos, algas ou plantas.

Estrutura

Os ácidos siálicos ocorrem principalmente na porção terminal das glicoproteínas e glicolipídeos de superfície, proporcionando grande diversidade a esses glicoconjugados. Os padrões de "sialilação" diferenciais são produtos da expressão de glicosiltransferases específicas de tecido (sialiltransferases).

Estruturalmente, os ácidos siálicos pertencem a uma família de cerca de 40 derivados naturais do ácido neuramínico que são N-acilados, dando origem a duas estruturas "parentais": ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac) ou ácido N-glicolil neuramínico (Neu5Gc).

Suas características estruturais incluem a presença de um grupo amino (que pode ser modificado) na posição 5, e um grupo carboxílico na posição 1, que pode ser ionizado em pH fisiológico. Um carbono C-3 desoxigenado e uma molécula de glicerol na posição C-6.

Esquema de uma molécula de ácido siálico com a enumeração dos carbonos (Fonte: Usuário: glicoforma via Wikimedia Commons)

Muitos derivados surgem da substituição dos grupos hidroxilo nas posições C-4, C-7, C-8 e C-9 por porções de acetilo, glicol, lactilo, metilo, sulfato e fosfato; bem como a introdução de ligações duplas entre C-2 e C-3.

Na posição terminal linear, a ligação de uma porção de ácido siálico a uma cadeia de oligossacarídeo envolve uma ligação α-glucosídica entre o grupo hidroxila do carbono anomérico C-2 do ácido siálico e os grupos hidroxila dos carbonos C-3, C. 4 ou C-6 da porção de monossacarídeo.

Essas ligações podem ser entre resíduos de galactose, N-acetilglicosamina, N-acetilgalactosamina e, em alguns gangliósidos únicos, glicose. Eles podem ocorrer através de ligações N-glicosídicas ou O-glicosídicas.

Recursos

Acredita-se que os ácidos siálicos ajudem os organismos parasitas a sobreviver dentro do organismo hospedeiro; exemplos disso são os patógenos de mamíferos que produzem enzimas do metabolismo do ácido siálico (sialidases ou liases N-acetilneuramínicas).

Não há espécie de mamífero para a qual a presença de ácidos siálicos não tenha sido relatada como parte de glicoproteínas em geral, glicoproteínas do soro, da mucosa, como parte de estruturas de superfície celular ou como parte de carboidratos complexos.

Eles foram encontrados em oligossacarídeos ácidos no leite e colostro de humanos, gado, ovelhas, cães e porcos, e também como parte da urina de ratos e humanos.

Papel nos processos de adesão celular

Os glicoconjugados com frações de ácido siálico desempenham um papel importante nos processos de troca de informações entre células vizinhas e entre as células e seu ambiente.

A presença do ácido siálico nas membranas celulares contribui para o estabelecimento de uma carga negativa na superfície, o que tem consequências positivas em alguns eventos de repulsão eletrostática entre as células e algumas moléculas.

Além disso, a carga negativa dá aos ácidos siálicos na membrana um papel no transporte de íons carregados positivamente.

Tem sido relatado que a ligação do endotélio e epitélio à membrana basal glomerular é facilitada pelo ácido siálico, o que também influencia o contato entre essas células.

Papel na vida útil dos componentes das células sanguíneas

O ácido siálico tem funções importantes como parte da glicoforina A na membrana plasmática dos eritrócitos. Alguns estudos mostram que o conteúdo de ácido siálico é inversamente proporcional à idade dessas células.

Os eritrócitos tratados com as enzimas neuraminidase, responsáveis ​​pela degradação do ácido siálico, diminuem drasticamente sua meia-vida na corrente sanguínea de 120 dias para algumas horas. O mesmo caso foi observado com as plaquetas.

Os trombócitos perdem sua capacidade de adesão e agregação na ausência de ácido siálico em suas proteínas de superfície. Nos linfócitos, o ácido siálico também desempenha um papel importante nos processos de adesão e reconhecimento celular, bem como na interação com receptores de superfície.

Funções no sistema imunológico

O sistema imunológico é capaz de distinguir entre suas próprias estruturas ou invasoras com base no reconhecimento dos padrões de ácido siálico presentes nas membranas.

O ácido siálico, assim como as enzimas neuraminidase e sialiltransferase, possuem importantes propriedades regulatórias. As porções terminais do ácido siálico nos glicoconjugados da membrana plasmática têm funções de mascaramento ou como receptores de membrana.

Além disso, vários autores levantaram a possibilidade de que o ácido siálico tenha funções antigênicas, mas ainda não é conhecido com certeza. No entanto, as funções de mascaramento de resíduos de ácido siálico são muito importantes na regulação celular.

O mascaramento pode ter um papel protetor direto ou indireto, dependendo se a porção de ácido siálico cobre diretamente o resíduo de carboidrato antigênico, ou se é um ácido siálico em um glicoconjugado adjacente que mascara a porção antigênica.

Alguns anticorpos possuem resíduos de Neu5Ac que exibem propriedades de neutralização de vírus, uma vez que essas imunoglobulinas são capazes de impedir a adesão de vírus a apenas conjugados (glicoconjugados com porções de ácido siálico) na membrana celular.

Outras funções

No trato intestinal, os ácidos siálicos desempenham um papel igualmente importante, pois fazem parte das mucinas, que possuem propriedades lubrificantes e protetoras essenciais para todo o organismo.

Além disso, os ácidos siálicos também estão presentes nas membranas das células do epitélio brônquico, gástrico e intestinal, onde estão envolvidos no transporte, secreção e outros processos metabólicos.

Doenças

Numerosas doenças são conhecidas por envolver anormalidades no metabolismo do ácido siálico e são conhecidas como sialidose. Entre as mais proeminentes estão a sialúria e a doença de Salla, que são caracterizadas pela excreção urinária com grandes quantidades de ácidos siálicos livres.

Outras doenças de natureza imunológica dizem respeito a alterações nas enzimas anabólicas e catabólicas relacionadas ao metabolismo do ácido siálico, que causam um acúmulo aberrante de glicoconjugados com porções de ácido siálico.

Algumas doenças relacionadas a fatores sanguíneos também são conhecidas, como a trombocitopenia, que consiste na diminuição do nível de trombócitos no sangue provavelmente causada pela falta de ácido siálico na membrana.

A doença de Von Willebrand corresponde a um defeito na capacidade de adesão dos trombócitos aos glicoconjugados da membrana subendotelial da parede dos vasos sanguíneos, causado por deficiências ou deficiências na glicosilação ou sialilação.

A trombastenia de Glanzmann é outra doença congênita da agregação de trombócitos, cuja raiz é a presença de glicoproteínas defeituosas na membrana dos trombócitos. Demonstrou-se que os defeitos nessas glicoproteínas estão associados ao conteúdo reduzido de Neu5Ac.

Referências

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