formação de ligação glicosídica
Now, let’s considered acetal formation in a biochemical context. Um exemplo muito importante do grupo acetal/cetal em Bioquímica é a ligação glicosídica que liga monómeros de açúcar individuais para formar polissacáridos (ver Secção 1.3 para uma rápida revisão)., Veja a ligação glicosídica entre dois monómeros de glucose numa cadeia de celulase:
Se olhar com atenção, deve reconhecer que o carbono #1, o carbono anomérico no monómero de glucose do lado esquerdo, é o carbono central de um grupo acetal. Bioquímicos referem-se a isso como uma ligação b-1,4, porque a estereoquímica no carbono #1 é B no sistema especializado de nomenclatura de carboidratos, e está ligada ao carbono #4 da próxima glicose na cadeia., A vasta diversidade estrutural dos carboidratos deriva, em grande parte, das diferentes ligações possíveis – tanto em termos das quais dois carbonos estão ligados, como também da estereoquímica da ligação. Você vai ver muitas mais variações de padrões de ligação de ligação glicosídica se você estudar bioquímica de hidratos de carbono em maior profundidade.,
reações nas quais novas ligações glicosídicas são formadas são catalisadas por enzimas chamadas glicosiltransferases, e em termos de Química Orgânica estas reações representam a conversão de um hemiacetal a um acetal (lembre-se que monômeros de açúcar em sua forma cíclica são hemiacetais e hemiketais)., O mecanismo para glycosidic bond formação de uma célula viva, um paralelo com o ácido catalisado (não biológica) acetal de formação de mecanismo, com uma importante diferença: ao invés de ser protonated, o \(OH\) grupo do hemiacetal é convertido para um bom deixando o grupo por fosforilação (este é um padrão que estamos acostumados capítulos 9 e 10). A identidade específica do grupo de fosfato ativador varia para diferentes reações, por isso é generalizada na figura abaixo.,
Mecanismo para (bioquímica) acetal formação:
- Etapa (fase de Ativação): Esta fase da reação varia de acordo com o caso concreto, mas sempre envolve o grupo fosfato de transferência de etapas que são familiares a partir do capítulo 9. O que é mais importante para a nossa discussão atual, no entanto, é simplesmente que o grupo hidroxila no hemiacetal foi ativado – ie. feito em um bom grupo de saída – por fosforilação.,
- Passo 1: Agora que o grupo de saída foi ativado, ele faz seu trabalho e sai, resultando em uma ressonância carbocação estabilizada.Passo 2: um álcool nucleofílico na cadeia crescente da celulose ataca a carbocação altamente eletrofílica para formar um acetal. Aqui é onde a estereoquímica da nova ligação glicosídica é determinada: dependendo da reação, o nucleófilo do álcool pode se aproximar de ambos os lados da carbocação planar.,
Para reiterar: é importante reconhecer o familiar \(S_N1\) mecânico padrão em jogo aqui: na etapa Um, um pobre deixando grupo é convertido em um bom deixando de grupo, na fase 1, deixando grupo folhas e estabilizado carbocation é deixado para trás, e no passo 2 uma nucleophile ataques para formar um novo vínculo e completar o processo de substituição. Olhe para trás para as reações \(S_N1\) que vimos no capítulo 8 Se você está tendo problemas em fazer esta conexão mecanicista.,
agora, vamos olhar especificamente para o mecanismo de reação glicosil transferase em que uma nova ligação glicosídica é formada em uma cadeia de celulose crescente. A glicose (um hemiacetal) é ativada pela primeira vez através de duas etapas de transferência enzimática de fosfato: etapa A1, uma reação de isomerização de fosfato com um mecanismo semelhante à reação no problema P9.13, seguido por um passo A2 dependente de UTP, para o qual você foi convidado a propor um mecanismo no problema P9.12.,
o grupo UDP em glucose-UDP então sai (Passo 1 abaixo), formando um intermediário de carbocação estabilizada por ressonância. O ataque do grupo de álcool na cadeia crescente de celulose na Etapa 2 forma a ligação glicosídica (acetal). Observe a inversão da estereoquímica.
