3-Deoxiglukoson

3-Deoxiglukoson
3-Deoxyglucosone.svg
Namn
Föredraget IUPAC-namn
(4S , 5R ) -4,5,6-trihydroxi-2-oxohexanal
Andra namn
3-deoxi- D - erytro -hexosulos; 2-keto-3-deoxiglukos; 3-deoxi- D - erytro -hexos-2-ulos; 3-deoxi- D - erytro -hexosulos; 3-deoxi- D -glukoson; D -3-deoxiglukoson
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.241.539 Edit this at Wikidata
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+/ m0/s1  check Y
    Nyckel: ZGCHLOWZNKRZSN-NTSWFWBYSA-N  check Y
  • InChI=1/C6H10O5/c7-2-4(9)1-5(10)6(11)3-8/h2,5-6,8,10-11H,1,3H2/t5-,6+/ m0/s1
    Nyckel: ZGCHLOWZNKRZSN-NTSWFWBYBM
  • C(C(C(CO)O)O)C(=O)C=O
  • O=C(C=O)C[CH](O)[CH](O)CO
Egenskaper
C6H10O5 _ _ _ _ _
Molar massa 162,141 g-mol -1
Densitet 1,406 g/ml
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒  N ( vad är check☒ Y N ?)

3-deoxiglukoson ( 3DG ) är ett socker som är anmärkningsvärt eftersom det är en markör för diabetes. 3DG reagerar med protein för att bilda avancerade glykeringsslutprodukter (AGEs), som bidrar till sjukdomar som vaskulära komplikationer av diabetes , åderförkalkning , högt blodtryck , Alzheimers sjukdom , inflammation och åldrande .

Biosyntes

4- Imidazolon uppstår från kondensationen av argininrester och 3-deoxiglukoson (R = CH2CH ( OH)CH(OH)CH2OH ) .

3DG görs naturligt via Maillard-reaktionen . Det bildas efter att glukos reagerar med primära aminogrupper av lysin eller arginin som finns i proteiner. På grund av den ökade koncentrationen av reaktantens glukos bildas mer 3DG med för höga blodsockernivåer, som vid okontrollerad diabetes . Glukos reagerar icke-enzymatiskt med proteinaminogrupper för att initiera glykering . Bildandet av 3DG kan förklara de många komplikationerna av diabetes såväl som åldrande.

3DG uppstår också genom nedbrytning av fruktos 3-fosfat (F3P). 3DG spelar en central roll i utvecklingen av diabetiska komplikationer via verkan av fruktosamin-3-kinas. [ citat behövs ]

Biokemi

Som ett dikarbonylsocker, dvs ett med grupperingen RC(O)-C(O)-R, är 3DG mycket reaktivt mot amingrupper. Aminer är vanliga i aminosyror såväl som i vissa nukleinsyror. Produkterna från reaktionen av 3DG med proteinaminogrupper kallas avancerade glykeringsslutprodukter ( AGEs). AGE inkluderar imidazoloner , pyrralin, N6- ( karboximetyl)lysin och pentosidin . 3DG såväl som AGE spelar en roll i modifieringen och tvärbindningen av långlivade proteiner som kristallin och kollagen , vilket bidrar till sjukdomar som vaskulära komplikationer av diabetes , åderförkalkning , högt blodtryck , Alzheimers sjukdom , inflammation och åldrande .

3DG har en mängd potentiella biologiska effekter, särskilt när det är närvarande i förhöjda koncentrationer i diabetiker:

  • Diabetiker med nefropati visade sig ha förhöjda plasmanivåer av 3DG jämfört med andra diabetiker.
  • Glykerad kost, som höjer systemiska 3DG-nivåer, leder till diabetesliknande tubulär och glomerulär njurpatologi.
  • Ökad 3DG är korrelerad till ökad glomerulär basalmembranbredd .
  • 3DG inaktiverar aldehydreduktas . Aldehydreduktas är det cellulära enzymet som skyddar kroppen från 3DG. Avgiftning av 3DG till 3-deoxifruktos (3DF) är försämrad hos diabetiker eftersom deras förhållande mellan 3DG och 3DF i urin och plasma skiljer sig avsevärt från icke-diabetiker.
  • 3DG är en teratogen faktor vid diabetisk embryopati, vilket leder till embryomissbildning. Detta verkar härröra från 3DG-ackumulering, vilket leder till superoxidmedierad embryopati. Kvinnor med redan existerande diabetes eller svår diabetes som utvecklas under graviditeten löper mellan 3 och 4 gånger större risk än andra kvinnor att föda spädbarn med fosterskador.
  • 3DG inducerar apoptos i makrofaghärledda cellinjer och är giftigt för odlade kortikala neuroner och PC12-celler.

3DG och ROS

3DG inducerar reaktiva syrearter (ROS) som bidrar till utvecklingen av diabetiska komplikationer. Specifikt inducerar 3DG heparinbindande epidermal tillväxtfaktor, en glattmuskelmitogen som är riklig i aterosklerotiska plack. Denna observation tyder på att en ökning av 3DG kan utlösa aterogenes vid diabetes. 3DG inaktiverar också vissa enzymer som skyddar celler från ROS. Till exempel inaktiveras glutationperoxidas, ett centralt antioxidantenzym som använder glutation för att ta bort ROS, och glutationreduktas, som regenererar glutation, båda av 3DG. Diabetiker visar ökad oxidativ stress. 3DG-inducerad ROS resulterar i oxidativ DNA-skada. 3DG kan internaliseras av celler och internaliserad 3DG är ansvarig för produktionen av intracellulär oxidativ stress.

Avgiftning

Även om de är av osäker medicinsk betydelse, reagerar en mängd olika föreningar med 3DG, vilket möjligen avaktiverar den. Ett sådant medel är aminoguanidin (AG). AG minskar AGE-associerade retinala, neurala, arteriella och renala patologier i djurmodeller. Problemet med AG är att det är giftigt i de mängder som behövs för effektivitet. [ citat behövs ]

Ytterligare läsning

  •   Delpierre G, Rider MH, Collard F, Stroobant V, Vanstapel F, Santos H, Van Schaftingen E (oktober 2000). "Identifiering, kloning och heterologt uttryck av ett däggdjursfruktosamin-3-kinas". Diabetes . 49 (10): 1627–34. doi : 10.2337/diabetes.49.10.1627 . PMID 11016445 .
  •    Baynes JW, Thorpe SR, Murtiashaw MH (1984). "[8] Icke-enzymatisk glukosylering av lysinrester i albumin". Icke-enzymatisk glukosylering av lysinrester i albumin . Metoder inom enzymologi. Vol. 106. s. 88–98. doi : 10.1016/0076-6879(84)06010-9 . ISBN 978-0-12-182006-0 . PMID 6436646 .
  •   Dyer DG, Blackledge JA, Thorpe SR, Baynes JW (juni 1991). "Bildning av pentosidin under icke-enzymatisk brunfärgning av proteiner med glukos. Identifiering av glukos och andra kolhydrater som möjliga prekursorer för pentosidin in vivo" . Journal of Biological Chemistry . 266 (18): 11654–60. doi : 10.1016/S0021-9258(18)99007-1 . PMID 1904867 .
  •   Rahbar S, Kumar Yernini K, Scott S, Gonzales N, Lalezari I (september 1999). "Nya inhibitorer av avancerade glykeringsslutprodukter". Biokemisk och biofysisk forskningskommunikation . 262 (3): 651–6. doi : 10.1006/bbrc.1999.1275 . PMID 10471380 .
  •   Yan SF, Ramasamy R, Naka Y, Schmidt AM (december 2003). "Glykation, inflammation och RAGE: en ställning för de makrovaskulära komplikationerna av diabetes och därefter. " Cirkulationsforskning . 93 (12): 1159–69. doi : 10.1161/01.RES.0000103862.26506.3D . PMID 14670831 . *