Уроновые кислоты.
В дополнение к давно известным и широко распространенным D-глюконуровой, D-галактуровой и D-маннуровой кислотам в последние годы из природных источников выделено еще несколько уроновых кислот.
Так, в гидрользатах альгиновых кислот наряду с D-маннуровой кислотой обнаружена L-гулуроновая кислота.
L-Идуроновая кислота была обнаружена в некоторых полисахаридах, например гепарине, в хондроитинсульфате В. L-идуроновая кислота отличается от D-глюконуровой лишь расположением H и OH у C-5. Тот факт, что хондроитинсульфат В обладает антикоагулятивными свойствами, хотя и гораздо более слабыми, чем гепарин, наводит на мысль о специфических свойствах L-Идуроновой кислоты.
D-ликсуроновая кислота, как было недавно установлено, образуется при действии Acetobacter melanogenum на D-глюкозу.
В настоящее время в природе известны и аминоуроновые кислоты. Из Vi-антигена В. coli выделена аминуроновая кислота, строение которой вначале не было точно установлено. Позднее была установлена идентичность этой кислоты полученной синтетически/
Из бактериальных полисахаридов недавно выделены также D -глюкозаминуроновая и D-маннозаминуроновая кислоты.
В полисахаридах стафилококков наряду с D-глюкозаминуроновой кислотой обнаружены ее ацильные производные: 2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкуроновая кислота и 2-[ (N-ацетилаланил) -амино]-2-дезокси- D-глюкуроновая кислота.
Нейраминовая и мураминовая кислоты
Нейраминовая кислота — производное кетозы с девятью углеродными атомами (т. е. нонулозы), у которой С-1 окислен до карбоксила, гидроксил у С-3 заменен водородом, а гидроксил у С-5 — аминогруппой.
Учитывая конфигурацию асимметрических центров нейраминовой кислоты, ее нужно назвать 5-амино-3,5-дидезокси-D-глицеро-D-галактононулозоновой кислотой.
Название нейраминовой кислоты связано с выделением ее Кленком (в 1941—1942 гг.) из мозга (в виде метоксильного производного).
Нейраминовая кислота может рассматриваться как продукт конденсации D-маннозамина и пировиноградной кислоты. Ферментативный синтез N-ацетилнейраминовой кислоты из N-ацетилманнозамина и пировиноградной кислоты послужил важным доказательством строения нейраминовой кислоты.
В природе нейраминовая кислота встречается обычно в виде N- и О-ацильных производных;
Ацильными группами являются ацетильные и гликолильные группы.
Ацетил- и гликолилпроиз -водные нейраминовой кислоты в настоящее время объединяются общим термином сиаловые (или нонулозаминовые) кислоты.
N-ацетилнейраминовая кислота — одна из широкораспространенных сиаловых кислот выделена Куном в 1954—56 гг. при гидролизе некоторых олигосахаридов женского молока и получила от автора название лактаминовой кислоты;
После идентификации лактаминовой кислоты с М-ацетил-нейраминовой кислотой более целесообразно применение последнего названия. Широкое распространение нейраминовой кислоты и существование ее в виде различных ацилированных производных были причиной того, что в ряде случаев разные производные назывались одинаково — сиаловой кислотой с прибавлением букв (О-, В- ит. д.) в зависимости от источника выделения, а иногда одно и то же производное получало различные наименования.
Так, О-сиаловой кислотой называлась N-ацетилнейраминовая кислота (Блике), выделенная из мукопротеина подчелюстной железы овцы (ovine).
В-сиаловая кислота — N-ацетил-7-О-ацетилнейраминовая кислота, выделенная из подчелюстной жеkезы быка (bovine);
Е-сиаловая кислота — N-ацетил-?-О-ацетилнейраминовая кислота из подчелюстной железы лошади (equine);
Р-сиаловая кислота — N-гликолилнейраминовая кислота, выделенная из подчелюстной железы свиньи (роrcinе).
N-ацетилнейраминовой кислоте помимо уже упомянутых названий лактакиновой кислоты и О-сиаловой кислоты давались и другие названия : гематаминовая кислота, гинаминоваякислота, серолактаминовая кислота.
Совершенно очевидно, что в настоящее время для различных сиаловых кислот известного строения должны применяться лишь рациональные наименования, производные от названия нейраминовой кислоты.
Строение N-ацетилнейраминовой кислоты и ее идентичность О-сиаловой и лактаминовой кислоте были установлены в 1957 г.
Однако и позднее продолжались весьма интересные работы по подтверждению ее строения. Так, тремя независимыми химическими методами была подтверждена Р-конфигурация у С-4-асимметрического центра, возникающего в результате альдольной конденсации гексозамина (маннозамина) и пирувата.
Важным фактом, подтверждающим строение N -ацетилнейраминовой кислоты, является ее энзиматическое расщепление, обратное альдольной конденсации, с образованием N-ацетилманнозамина, протекающее при действии некоторых микроорганизмов (Clostridium perfringens, Vibro Choleae).
Недавно были опубликованы новые синтезы N-ацетилнейраминовой кислоты. В 1967 г. были синтезированы a- и b-бензилгликозиды N -ацетил- и N-гликолил-нейраминовых кислот, изучены их свойства; они находятся В 1С-конформации.
При рассмотрении вопросов номенклатуры ацилнейраминовых (сиаловых) кислот упоминалось о широком их распространении.
Действительно, они были найдены у животных и многих микроорганизмов.
Сиаловые кислоты являются структурным компонентом простетической группы мукопротеина подчелюстной железы.
Недавно было показано, что бычий муцин при гидролизе дает 5 сиаловых кислот: преимущественно
N-ацетил-7-О-ацетилнейраминовую кислоту и N-ацетил-ди-О-ацетилнейрами-новую кислоту (О-ацетильные группы при С-7 и С-8 или С-9), а также N-гликолилнейраминовую кислоту и N-ацетилнейраминовую кислоту;
Пятая сиаловая кислота, по-видимому, является лабильным изомером диацетилнейраминовой кислоты. Муцин лошадиной подчелюстной железы дал N-ацетил-4-О-ацетилней-раминовую кислоту.
Сиаловые кислоты — компоненты олигосахаридов женского молока. Они участвуют в построении ганглиозидов мозга.
Ганглиозид-1 состоит из жирной кислоты, глюкозы, галактозы, сфингозина, галактозамина и N-ацетилнейраминовой кислоты.
Свободная сиаловая кислота встречается обычно в малых концентрациях; однако недавно высокое содержание свободной N-ацетил и N-гликолилнейраминовой кислоты, значительно превышающее содержание свободного N-ацетилглюкозамина, было обнаружено в икре форели
В 1964 г. была изолирована новая сиаловая кислота, являющаяся, по-видимому, N-гликолил-8-О-метилнейраминовой кислотой, из внутренностей рыбы-звезды Astorias forbesi.
Недавно была открыта новая сиаловая кислота, в которой нейраминовая кислота связана с серной кислотой, — нейраминлактозосульфат.
Относительно функций‘ нейраминовой кислоты высказывалось много гипотез. В ряде случаев ее роль связывают с защитной функцией как механической (в муцинах секретов, веществах клеточных мембран, коломиновой кислоте), так и иммунохимической (например, по отношению к вирусу гриппа).
Мураминовая кислота
Мураминовая кислота впервые изолирована в 1956 г. Из гидролизатов культур Bacillus megaterium, B. Subtilis, B. Cereus и Micrococcus lysodedecticus Стренджем с сотрудниками.
Мураминовая кислота открыта в препаратах клеточной стенки большинства исследованных грамположительных и грамотрицательных бактерий, в клеточных стенках сине-зеленых водорослей, а также рикетсий.
Мураминовая кислота вместе с N-ацетил-D–глюкозамином участвует в построении гликопептидов клеточных стенок микроорганизмов, следовательно, участвует в осуществлении защитной и барьерной функций.
Готчок, сравнивая строение нейраминовой и мураминовой кислот (рис. 48), проводил и некоторую аналогию их защитных функций.
Химии и функции аминосахаров и их производных в 1965 г. был посвящен большой обзор Солтона.