a)単糖の構造[1]
糖鎖はグリコシド結合によって共有結合した複数の単糖から成り立っています。
単糖にはそれぞれα、βの2種類があります。単糖の一般式は、C_x ?(H20)?_n n={3,4,…,9} で、
大抵は下のFIGUREのようにC1から名付けられた炭素原子が環状を作っています。単糖にはD型とL型があります。
D型とL型がどのようにして決められているのかというと、鎖状構造で描いた時、カルボニル基から最も離れた不斉炭素の絶対配置で決まります。
六単糖ならばC5、五単糖なたばC4の炭素がそれになります。またD,Lの代わりにR,Sを使う場合もあります。
FIGURE2.1 炭素に番号が付けられてたD型グルコース (Glycome Informatics[1]参照)
FIGURE2.2 D型、L型グルコースの立体構造 (Glycome Informatics[1]参照)
単糖といえば普通、5員環か6員環でできています。それは化学的安定性から、それ以外のものは存在しにくいからです。
5員環の単糖は5単糖(あるいはフラノース)、6員環の単糖は6単糖(あるいはピラノース)と呼ばれています。
このピラノースやフラノースが環状構造を取る時、C-1炭素が不斉炭素になることで立体異性体が発生します。
この炭素はアノマー炭素と呼ばれ、一般にピラノースやフラノースが他の糖と結合していない状態の時は
ヘミアセタール結合と呼ばれる結合(環状構造を作るときの結合)を生成したり、加水分解することで、鎖状構造と環状構造との間で平衡が存在します。
また、立体異性体同士のアノマーにも平衡が存在します。このそれぞれの立体異性体には、FIGUREにあるようにα-、β-の接頭語が使用されます。
FIGURE2.3 α-グルコースとβグルコースの立体構造 (Glycome Informatics[1]参照)
b)二糖類
[1]
二つの単糖はグリコシド結合によって連結されます。この結合は単糖のアノマー炭素ともうひとつの単糖のヒドロキシ基の間で起こります。
DNAやアミノ酸配列とは異なり、単糖は他の単糖と2つ以上連結されることがあります。このように2つ以上連結されることにより、
これらは枝を作り、木のような構造が作られます。例えば、N-linkedグリカンコアの構造はFIGUREのような構造を取っています。
このコア構造は実際、5つの単糖から成り立っています。このような構造はFIGUREのようによく表されます。
黒く影の付いた四角形で表されているのがN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)残基、灰色の影が付いた丸で表されているのがマンノースです。
ふたつのGlcNAcの間の結合とβ-マンノースとGlcNAcの結合はβ1-4結合で、
マンノース同士の結合はそれぞれ上からα1-3結合、α1-6結合で連結されています。
FIGURE2.4 N-グリカンコアの化学構造 (Glycome Informatics[1]参照)
FIGURE2.5 単糖のシンボルとそれを繋ぐ線のみで描かれたNグリカンの構造 (Glycome Informatics[1]参照)
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