Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
3-дезоксиглюкозон
3-дезоксиглюкозон.svg
Имена
Название ИЮПАК
(4 S , 5 R ) -4,5,6-Тригидрокси-2-оксогексаналь
Другие названия
3-дезокси- D -эритрогексозулоза; 2-кето-3-дезоксиглюкоза; 3-дезокси- D -эритрогексос-2-улоза; 3-дезокси- D -эритрогексозулоза; 3-дезокси- D- глюкозон; D- 3-дезоксиглюкозон
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.241.539 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
  • InChI = 1S / C6H10O5 / c7-2-4 (9) 1-5 (10) 6 (11) 3-8 / h2,5-6,8,10-11H, 1,3H2 / t5-, 6 + / м0 / с1 проверятьY
    Ключ: ZGCHLOWZNKRZSN-NTSWFWBYSA-N проверятьY
  • InChI = 1 / C6H10O5 / c7-2-4 (9) 1-5 (10) 6 (11) 3-8 / h2,5-6,8,10-11H, 1,3H2 / t5-, 6 + / м0 / с1
    Ключ: ZGCHLOWZNKRZSN-NTSWFWBYBM
  • С (С (С (СО) О) О) С (= О) С = О
  • O = C (C = O) C [C @ H] (O) [C @ H] (O) CO
Характеристики
С 6 Н 10 О 5
Молярная масса162,141  г · моль -1
Плотность1,406 г / мл
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверятьY☒N
Ссылки на инфобоксы

3-дезоксиглюкозон ( 3DG ) - это сахар, который примечателен тем, что является маркером диабета. 3DG реагирует с белком с образованием конечных продуктов гликирования (AGE), которые способствуют возникновению таких заболеваний, как сосудистые осложнения, такие как диабет , атеросклероз , гипертония , болезнь Альцгеймера , воспаление и старение . [1]

Биосинтез [ править ]

4- Имидазолон возникает в результате конденсации остатков аргинина и 3-дезоксиглюкозона (R = CH 2 CH (OH) CH (OH) CH 2 OH). [2]

3DG создается естественным путем благодаря реакции Майяра . Он образуется после реакции глюкозы с первичными аминогруппами лизина или аргинина, содержащимися в белках. Из-за повышенной концентрации реагента глюкозы образуется больше 3DG с повышенным уровнем сахара в крови, как при неконтролируемом диабете . Глюкоза неферментативно реагирует с аминогруппами белка, инициируя гликирование . Формирование 3DG может быть причиной многочисленных осложнений диабета, а также старения. [1]

3DG возникает также в результате разложения фруктозо-3-фосфата (F3P). [3] 3DG играет центральную роль в развитии диабетических осложнений благодаря действию фруктозамин-3-киназы. [ необходима цитата ]

Биохимия [ править ]

Как дикарбонильный сахар, то есть сахар с группой RC (O) -C (O) -R, 3DG очень реактивен по отношению к аминогруппам. Амины распространены в аминокислотах, а также в некоторых нуклеиновых кислотах. Продукты реакции 3DG с аминогруппами белка называются конечными продуктами гликирования (AGE). AGE включают имидазолоны , пирралин , N 6 - (карбоксиметил) лизин и пентозидин . 3DG, а также AGE играют роль в модификации и перекрестном связывании долгоживущих белков, таких как кристаллин и коллаген , способствуя таким заболеваниям, как сосудистые осложнения диабета , атеросклероза , гипертонии., Болезнь Альцгеймера , воспаление и старение . [1]

3DG обладает множеством потенциальных биологических эффектов, особенно когда он присутствует в повышенных концентрациях при диабетических состояниях:

  • Было обнаружено, что диабетики с нефропатией имеют повышенные уровни 3DG в плазме по сравнению с другими диабетиками. [4] [5] [1]
  • Гликированная диета, которая повышает системные уровни 3DG, приводит к диабетоподобной патологии канальцев и клубочков почек. [6]
  • Увеличение 3DG коррелирует с увеличением ширины базальной мембраны клубочка . [7]
  • 3DG инактивирует альдегидредуктазу . [8] Альдегидредуктаза - клеточный фермент, который защищает организм от 3DG. Детоксикация 3DG до 3-дезоксифруктозы (3DF) нарушается у людей с диабетом, поскольку их соотношение 3DG и 3DF в моче и плазме значительно отличается от людей, не страдающих диабетом. [9]
  • 3DG является тератогенным фактором диабетической эмбриопатии, приводящим к порокам развития эмбриона. [10] Это, по-видимому, возникает из-за накопления 3DG, что приводит к эмбриопатии, опосредованной супероксидом. Женщины с ранее существовавшим диабетом или тяжелым диабетом, который развивается во время беременности, в 3–4 раза чаще, чем другие женщины, рожают детей с врожденными дефектами.
  • 3DG вызывает апоптоз в клеточных линиях, полученных из макрофагов [11], и токсичен для культивируемых нейронов коры [12] и клеток PC12. [13]

3DG и ROS [ править ]

3DG индуцирует активные формы кислорода (АФК), которые способствуют развитию диабетических осложнений. [14] В частности, 3DG индуцирует гепарин-связывающий фактор роста эпидермиса, митоген гладких мышц , которого много в атеросклеротических бляшках. Это наблюдение предполагает, что увеличение 3DG может вызвать атерогенез при диабете. [15] [16] 3DG также инактивирует некоторые ферменты, защищающие клетки от АФК. Например, глутатионпероксидаза, центральный антиоксидантный фермент, который использует глутатион для удаления ROS, и глутатионредуктаза, регенерирующая глутатион, оба инактивируются 3DG. [17] [18] У людей с диабетом наблюдается повышенный окислительный стресс.[19] 3DG-индуцированные АФК приводят к окислительному повреждению ДНК. [20] 3DG может быть интернализован клетками, а интернализованный 3DG отвечает за производство внутриклеточного окислительного стресса. [21]

Детоксикация [ править ]

Несмотря на неопределенное медицинское значение, различные соединения вступают в реакцию с 3DG, возможно, дезактивируя его. Одним из таких агентов является аминогуанидин (АГ). [22] AG снижает связанные с AGE патологии сетчатки, нервов, артерий и почек на животных моделях. [23] [24] [25] [26] Проблема с АГ заключается в том, что он токсичен в количествах, необходимых для эффективности. [ необходима цитата ]

Дополнительное чтение [ править ]

  • Delpierre G, Rider MH, Collard F, Stroobant V, Vanstapel F, Santos H, Van Schaftingen E (октябрь 2000 г.). «Идентификация, клонирование и гетерологичная экспрессия фруктозамин-3-киназы млекопитающих». Диабет . 49 (10): 1627–34. DOI : 10.2337 / diabetes.49.10.1627 . PMID  11016445 .
  • Бейнс Дж. В., Торп С. Р., Муртиашоу М. Х. (1984). «Неферментативное глюкозилирование остатков лизина в альбумине». Методы в энзимологии. 106 : 88–98. DOI : 10.1016 / 0076-6879 (84) 06010-9 . ISBN 978-0-12-182006-0. PMID  6436646 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Дайер Д. Г., Блэкледж Д. А., Торп С. Р., Бейнс Д. В. (июнь 1991 г.). «Образование пентозидина во время неферментативного потемнения белков глюкозой. Идентификация глюкозы и других углеводов как возможных предшественников пентозидина in vivo». Журнал биологической химии . 266 (18): 11654–60. PMID  1904867 .
  • Рахбар С., Кумар Йернини К., Скотт С., Гонсалес Н., Лалезари И. (сентябрь 1999 г.). «Новые ингибиторы конечных продуктов гликирования». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 262 (3): 651–6. DOI : 10.1006 / bbrc.1999.1275 . PMID  10471380 .
  • Ян С.Ф., Рамасами Р., Нака Ю., Шмидт А.М. (декабрь 2003 г.). «Гликация, воспаление и RAGE: основа для макрососудистых осложнений диабета и не только» . Циркуляционные исследования . 93 (12): 1159–69. DOI : 10.1161 / 01.RES.0000103862.26506.3D . PMID  14670831 .*

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Нива, Тошимицу (1999). «3-дезоксиглюкозон: метаболизм, анализ, биологическая активность и клиническое значение». Журнал хроматографии B: биомедицинские науки и приложения . 731 (1): 23–36. DOI : 10.1016 / S0378-4347 (99) 00113-9 . PMID 10491986 . 
  2. ^ Беллье, Жюстин; Нокин, Мари-Жюли; Ларде, Ева; Кароян, Филипп; Пеулен, Оливье; Кастроново, Винсент; Беллахсен, Акейла (2019). «Метилглиоксаль, мощный индуктор AGE, связывает диабет и рак». Исследования диабета и клиническая практика . 148 : 200–211. DOI : 10.1016 / j.diabres.2019.01.002 . PMID 30664892 . 
  3. ^ Szwergold BS, Каплер F, Brown TR (январь 1990). «Идентификация фруктозо-3-фосфата в хрусталике диабетических крыс». Наука . 247 (4941): 451–4. DOI : 10.1126 / science.2300805 . PMID 2300805 . 
  4. ^ Кусуноки Н, Miyata S, Охара Т, Лю Б. Ф., Uriuhara А, Кодзима Н, Сузуки К, Миядзаки Н, Ямашита Y, Инаба К, М Касуга (июнь 2003 г.). «Связь между сывороточным 3-дезоксиглюкозоном и развитием диабетической микроангиопатии» . Уход за диабетом . 26 (6): 1889–94. DOI : 10.2337 / diacare.26.6.1889 . PMID 12766129 . 
  5. ^ Уэллс-Knecht KJ, Lyons TJ, McCance DR, Thorpe SR, перо MS, Бейнс JW (сентябрь 1994). «Концентрация 3-дезоксифруктозы увеличивается в плазме и моче человека при диабете». Диабет . 43 (9): 1152–6. DOI : 10.2337 / diabetes.43.9.1152 . PMID 8070616 . 
  6. ^ Каплер F, Шварц М.Л., Су B, Тобия AM, Brown T (2001). «DYN 12, низкомолекулярный ингибитор фермента амадоразы, снижает уровень 3-дезоксиглюкозона в плазме у крыс с диабетом». Диабетические технологии и терапия . 3 (4): 609–16. DOI : 10.1089 / 15209150152811234 . PMID 11911173 . 
  7. ^ Beisswenger PJ, Drummond KS, Нельсон Р., Хауэлл SK, Szwergold BS, Mauer M (ноябрь 2005). «Восприимчивость к диабетической нефропатии связана с дикарбонилом и окислительным стрессом». Диабет . 54 (11): 3274–81. DOI : 10.2337 / diabetes.54.11.3274 . PMID 16249455 . 
  8. ↑ Takahashi M, Lu YB, Myint T, Fujii J, Wada Y, Taniguchi N (январь 1995 г.). «Гликирование in vivo альдегидредуктазы, основного фермента, восстанавливающего 3-дезоксиглюкозон: идентификация сайтов гликирования». Биохимия . 34 (4): 1433–8. DOI : 10.1021 / bi00004a038 . PMID 7827091 . 
  9. ↑ Lal S, Kappler F, Walker M, Orchard TJ, Beisswenger PJ, Szwergold BS, Brown TR (июнь 1997 г.). «Количественное определение уровней 3-дезоксиглюкозона в плазме человека». Архивы биохимии и биофизики . 342 (2): 254–60. DOI : 10.1006 / abbi.1997.0117 . PMID 9186486 . 
  10. ^ Eriksson UJ, Вентцель P, Minhas HS, Thornalley PJ (декабрь 1998). «Тератогенность 3-дезоксиглюкозона и диабетическая эмбриопатия». Диабет . 47 (12): 1960–6. DOI : 10.2337 / diabetes.47.12.1960 . PMID 9836531 . 
  11. ^ Okado А, Кавасаки Y, Hasuike Y, Такахаши М, Тешима Т, J Фуджи, Танигучи Н (август 1996 г.). «Индукция апоптотической гибели клеток метилглиоксалем и 3-дезоксиглюкозоном в клеточных линиях, полученных из макрофагов». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 225 (1): 219–24. DOI : 10.1006 / bbrc.1996.1157 . PMID 8769121 . 
  12. ^ Кикучи S, Синпо К, Р Moriwaka, Makita Z, Miyata Т, Таширо К (июль 1999 г.). «Нейротоксичность метилглиоксаля и 3-дезоксиглюкозона на культивируемые нейроны коры: синергизм между гликированием и окислительным стрессом, возможно, вовлеченный в нейродегенеративные заболевания». Журнал неврологических исследований . 57 (2): 280–9. DOI : 10.1002 / (SICI) 1097-4547 (19990715) 57: 2 <280 :: AID-JNR14> 3.0.CO; 2-U . PMID 10398306 . 
  13. Перейти ↑ Suzuki K, Koh YH, Mizuno H, Hamaoka R, Taniguchi N (февраль 1998 г.). «Сверхэкспрессия альдегидредуктазы защищает клетки PC12 от цитотоксичности метилглиоксаля или 3-дезоксиглюкозона». Журнал биохимии . 123 (2): 353–7. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a021944 . PMID 9538214 . 
  14. Перейти ↑ Araki A (сентябрь 1997 г.). «[Окислительный стресс и сахарный диабет: возможная роль альфа-дикарбонильных соединений в образовании свободных радикалов]». Нихон Ронен Игаккай Засши. Японский журнал гериатрии . 34 (9): 716–20. PMID 9430981 . 
  15. ↑ Taniguchi N, Kaneto H, Asahi M, Takahashi M, Wenyi C, Higashiyama S, Fujii J, Suzuki K, Kayanoki Y (июль 1996 г.). «Участие гликирования и окислительного стресса в диабетической макроангиопатии». Диабет . 45 Приложение 3: S81-3. DOI : 10.2337 / diab.45.3.s81 . PMID 8674900 . 
  16. ↑ Che W, Asahi M, Takahashi M, Kaneto H, Okado A, Higashiyama S, Taniguchi N (июль 1997 г.). «Селективная индукция гепарин-связывающего эпидермального фактора роста, подобного фактору роста, метилглиоксалем и 3-дезоксиглюкозоном в гладкомышечных клетках аорты крысы. Участие образования активных форм кислорода и возможное значение для атерогенеза при диабете» . Журнал биологической химии . 272 (29): 18453–9. DOI : 10.1074 / jbc.272.29.18453 . PMID 9218489 . 
  17. ^ Вандер Jagt DL, Хансакер Л.А., Вандер Jagt TJ, Гомес MS, Gonzales DM, Палуба LM, Royer RE (апрель 1997). «Инактивация глутатионредуктазы 4-гидроксиноненалом и другими эндогенными альдегидами». Биохимическая фармакология . 53 (8): 1133–40. DOI : 10.1016 / S0006-2952 (97) 00090-7 . PMID 9175718 . 
  18. ^ НИВА T, Tsukushi S (февраль 2001). «3-дезоксиглюкозон и AGE при уремических осложнениях: инактивация глутатионпероксидазы 3-дезоксиглюкозоном». Международные добавки почек . 78 : S37-41. DOI : 10.1046 / j.1523-1755.2001.59780037.x . PMID 11168980 . 
  19. ^ Feillet-Кудрэ C, Chone F, Michel F, Rock E, P Thiéblot, Rayssiguier Y, Tauveron I, Mazur A (октябрь 2002). «Расхождение уровней изопростана в плазме и моче при диабете 2 типа». Clinica Chimica Acta; Международный журнал клинической химии . 324 (1-2): 25-30. DOI : 10.1016 / S0009-8981 (02) 00213-9 . PMID 12204421 . 
  20. ^ Shimoi К, Okitsu А, зеленый MH, Лоу JE, Охты Т, Кадзи К, Terato Н, Ида Н, Н Kinae (сентябрь 2001 г.). «Окислительное повреждение ДНК, вызванное высоким содержанием глюкозы и его подавление в эндотелиальных клетках пупочной вены человека». Мутационные исследования . 480–481: 371–8. DOI : 10.1016 / S0027-5107 (01) 00196-8 . PMID 11506829 . 
  21. ^ Сакияма Н, Такахаши М, Ямамото Т, Т Тешима, Ли SH, Миямото Y, Misonou Y, Танигучи N (февраль 2006 г.). «Интернализация и метаболизм 3-дезоксиглюкозона в эндотелиальных клетках пупочной вены человека». Журнал биохимии . 139 (2): 245–53. DOI : 10.1093 / Jb / mvj017 . PMID 16452312 . 
  22. Перейти ↑ Brownlee M (июнь 1994). "Лилли Лекция 1993. Гликация и диабетические осложнения". Диабет . 43 (6): 836–41. DOI : 10.2337 / diab.43.6.836 . PMID 8194672 . 
  23. ↑ Ellis EN, Good BH (октябрь 1991 г.). «Предотвращение утолщения базальной мембраны клубочков аминогуанидином при экспериментальном сахарном диабете». Обмен веществ . 40 (10): 1016–9. DOI : 10.1016 / 0026-0495 (91) 90122-D . PMID 1943726 . 
  24. ^ Soulis-Liparota Т, М Купер, Papazoglou Д, Кларк В, С Jerums (октябрь 1991). «Замедление аминогуанидином развития альбуминурии, мезангиального расширения и флуоресценции тканей у крыс с индуцированным стрептозоцином диабетом». Диабет . 40 (10): 1328–34. DOI : 10.2337 / diabetes.40.10.1328 . PMID 1834497 . 
  25. Перейти ↑ Edelstein D, Brownlee M (январь 1992 г.). «Аминогуанидин уменьшает альбуминурию у крыс с диабетом и гипертонией» . Диабетология . 35 (1): 96–7. DOI : 10.1007 / BF00400859 . PMID 1541387 . 
  26. ^ Браунли М, Vlassara Н, Kooney А, Ульрих Р, Cerami А (июнь 1986). «Аминогуанидин предотвращает индуцированное диабетом сшивание белков стенок артерий». Наука . 232 (4758): 1629–32. DOI : 10.1126 / science.3487117 . PMID 3487117 .