Ácido siálico

miniatura|Dous ácidos siálicos, o ácido N-acetilneuramínico e o ácido 2-ceto-3-desoxinónico.
Ácido siálico é un termo xenérico que se aplica aos derivados N- ou O-substituídos do ácido neuramínico, un monosacárido de 9 átomos de carbono do grupo dos azucres ácidos. Ás veces o nome utilízase especificamente para o membro máis común do grupo, o ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac ou NANA).

Os ácidos siálicos están amplamente distribuiídos nos tecidos animais e en menor extensión en especies doutros grupos de seres vivos como plantas, fungos e bacterias, principalmente formando parte de glicoproteínas e gangliósidos. O grupo amino xeralmente está substituído cun grupo acetil ou glicolilo pero describíronse outras modificacións. Os substituíntes dos grupos hidroxilo son moi variables, e poden ser: grupos acetil, lactilo, metilo, sulfato, e fosfato. O grupo ácido está ionizado a pH celular, o que lles dá carga negativa, que é moi importante nas propiedades e funcións destas moléculas.

O termo ácido siálico procede do grego σίαλον (sialon), saliva, e foi introducido polo bioquímico sueco Gunnar Blix en 1952. Nas mucinas e na saliva abundan os ácidos siálicos, que lles dan as súas propiedades lubricantes.

 Estrutura 
miniatura|esquerda|360 px|Configuración anomérica do ácido neuramínico.
A numeración da estrutura dos ácidos siálicos comeza no carbono do carboxilato e continúa arredor da cadea no sentido das agullas do reloxo. A configuración do anómero alfa é a que sitúa o carboxilato en posición axial.

 Biosíntese 
En sistemas bacterianos os ácidos siálicos sintetízanse polo encima ácido siálico aldolase. O substrato do encima é a manosa ou un derivado da manosa, no que o encima insire tres carbonos procedentes do piruvato orixinando o ácido siálico. Estas aldolases, xunto con CMP-ácido siálico sintetases, e sialiltransferases poden utilizarse para a síntese quimioencimática de derivados de ácidos siálicos.

450 px|Biosíntese do ácido siálico pola aldolase bacteriana.

Nas células humanas o ácido N-acetilneuramínico sintetízase por epimerización da UDP-N-acetilglicosamina a N-acetilgalactosamina, que acaba dando lugar a N-acetilmanosamina-6-fosfato. Este último composto reacciona co fosfoenolpiruvato para dar lugar ao ácido siálico, que, para poder entrar na ruta de biosíntese de oligosacáridos na célula, debe activarse por medio da adición dun nucleósido monofosfato, proporcionado pola CMP, o que dá lugar á formación de «citidina monofosfato-ácido siálico» (CMP-ácido siálico). Nesta reacción o CMP-ácido siálico sintetízase no núcleo celular das células animais, mentres que o resto de azucres ligados a nucleósidos o fan no citosol.

 Funcións 

As glicoproteínas ricas en ácidos siálicos (sialoglicoproteínas) únense á selectina en humanos e outros organismos. É frecuente que as células metastáticas de cancro expesen unha alta densidade de gliccoproteínas ricas en ácidos siálicos.John G. Collard et al. Cell Surface Sialic Acid and the Invasive and Metastatic Potential of T-Cell Hybridomas Cancer Research. Dennis, C. Waller, R. Timpl, V. Schirrmacher. Surface sialic acid reduces attachment of metastatic tumour cells to collagen type IV and fibronectin. Nature 300, 274 - 276 (18 November 1982); doi:10.1038/300274a0 doi:10.1038/300274a0  Isto favorece o paso destas células á circulación sanguínea.

As proteínas lectinas presentes en numerosas especies teñen unha grande afinidade por diferentes azucres, incluídos os ácidos siálicos Lis, H. & Sharon, N. (1998). Lectins: Carbohydrate-specific proteins that mediate cellular recognition. Chem. Rev. 98, 637-674.; e son importantes en moitos procesos patolóxicos Sharon, N. (1996) Carbohydrate-lectin interactions in infectious disease. Adv. Exp. Med. Biol., 408, 1-8.. Con frecuencia patóxenos como virus e bacterias identifican grazas aos ácidos siálicos certas composicións de azucres específicos  que utilizan como dianas na superficie celular para iniciar a infección en determinados tecidos Imberty, A., Mitchell, E.P. and Wimmerová, M. (2005) Structural basis for high affinity glycan recognition by bacterial and fungal lectins. Curr. Opin. Struct. Biol., 15, 525 - 534.Imberty, A. and Varrot, A. (2008) Microbial recognition of human cell surface glycoconjugates. Curr. Opin. Struct. Biol., 18, 567-576.Imberty, A., Wimmerova, M., Mitchell, E.P. and Gilboa-Garber, N. (2004) Structures of the lectins from Pseudomonas aeruginosa: Insights into molecular basis for host glycan recognition. Microb. Infect., 6, 222-229.. As Siglecs, ou lectinas de tipo I son unha familia de lectinas que recoñecen especificamente o ácido siálico Crocker, P.R. (2002) Siglecs: sialic-acid-binding immunoglobulin-like lectins in cell-cell interactions and signalling. Curr. Opin. Struct. Biol., 12, 609-615.. Pertencen á superfamilia das inmunoglobulinas.

Os ácidos siálicos tamén desempeñan un importante papel nas infeccións gripais en humanos. Os virus da gripe (orthomyxoviridae) teñen glicoproteínas con actividade de hemaglutinina (HA) na súa superficie , que se unen aos ácidos siálicos que se encontran na superficie dos eritrocitos humanos e nas membranas das células das vías respiratorias superiores. Esta é a base da hemaglutinación cando os virus se mesturan con células sanguíneas, e na entrada dos virus nas células das vías aéreas superiores. Un exemplo que ilustra a importancia dos ácidos siálicos na gripe é que os fármacos antivirais zanamivir e oseltamivir son inhibidores da neuraminidase do virus da gripe, que actúa sobre os ácidos siálicos, que son a diana molecular que permite que o virus se adhira ás células que vai infectar.

Os oligosacáridos ricos en ácidos siálicos de glicoconxugados como glicolípidos, glicoproteínas ou proteoglicanos que se encontran na superficie das membranas axudan a manter hidratada a superficie das células. As rexións ricas en ácidos siálicos contribúen a crear unha carga negativa na superficie das células. Como a auga é unha molécula polar con cargas parciais positivas (δ+) nos seus dous hidróxenos, é atraída pola superficie celular. Isto tamén contribúe á entrada de auga na célula.

Os ácidos siálicos poden "ocultar" os antíxenos de manosa da superficie das células hospedadoras ou bacterias da lectina que se une á manosa.The Microbial World. Lectures in Microbiology by Kenneth Todar PhD. University of Wisconsin-Madison. Department of Bacteriology. (2009). 
Chapter: Evasion of host defenses/Evading complement The Mechanisms of Bacterial Pathogenicity   Isto impide a activación do sistema de complemento.

A unión de ácidos siálicos en forma de ácidos polisiálicos é unha modificación postraducional infrecuente que ocorre nas moléculas de adhesión celular neural, NCAM. Na sinapse, a forte carga negativa dos ácidos polisiálicos impide os enlaces cruzados de NCAM nas células Bruce A.Cunningham, Stanley Hoffman, Urs Rutishauser, John J. Hemperly, Gerald M. Edelman. Proc. Natl Acad. Sci. USA Vol. 80, pp. 3116-3120, May 1983 Molecular topography of the neural cell adhesion molecule N-CAM: Surface orientation and location of sialic acid-rich and binding regions.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Sialidose
 Orthomyxoviridae
 Azucre ácido
 Nucleótido azucre

 Ligazóns externas 
 Sialic acid in evolution

Categoría:Carbohidratos
Categoría:Monosacáridos
Categoría:Azucres ácidos