3-дезоксиглюкозон
| |
| Имена | |
|---|---|
| Имя IUPAC
3-дезокси- d - эритро -гексос-2-елоз
| |
| Систематическое имя IUPAC
(4 с , 5 r ) -4,5,6-тригидрокси-2-оксогексанал | |
| Другие имена
3 -дезокси -d - эритро -гексосулоза; 2-кето-3-дезоксиглюкоза; 3 -дезокси -d - эритро -гексосулоза; 3-дезокси- d -глюкозон; D -3 -дезоксиглюкозон
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| Чеби | |
| Chemspider | |
| Echa Infocard | 100.241.539 |
PubChem CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Comptox Dashboard ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| C 6 H 10 O 5 | |
| Молярная масса | 162.141 g·mol −1 |
| Плотность | 1,406 г/мл |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |
3-дезоксиглюкозон ( 3DG )-это сахар, который заметен, потому что он является маркером для диабета. 3DG реагирует с белком с образованием передовых конечных продуктов гликирования (AGE), которые способствуют таким заболеваниям, как сосудистые осложнения диабета , атеросклероз , гипертония , болезнь Альцгеймера , воспаление и старение . [ 1 ]
Биосинтез
[ редактировать ]
3DG производится естественным образом через реакцию Майяра . Он образуется после того, как глюкоза реагирует с первичными аминогруппами лизина или аргинина, обнаруженных в белках. Из -за повышенной концентрации глюкозы реагента больше формируется 3DG с чрезмерным уровнем сахара в крови, как при неконтролируемом диабете . Глюкоза реагирует негриматически с белковыми аминогруппами для инициирования гликирования . Формирование 3DG может объяснить многочисленные осложнения как диабета, так и старения. [ 1 ]
3DG также возникает посредством деградации 3-фосфата фруктозы (F3P). [ 3 ] 3DG играет центральную роль в развитии диабетических осложнений посредством действия фруктозамин-3-киназы. [ Цитация необходима ]
Биохимия
[ редактировать ]Как дикарбонильный сахар, то есть один с группировкой RC (O) -C (O) -R, 3DG очень реактивно в направлении аминных групп. Амины распространены как в аминокислотах, а также в некоторых нуклеиновых кислотах. Продукты от реакции 3DG с белковыми аминогруппами называются конечными продуктами Glocation (AGE). Возраст включает в себя имидазолоны , пирлин , n 6 -(карбоксиметил) лизин и пентозидин . 3dg, а также возраст играют роль в модификации и сшивании долгоживущих белков, таких как кристаллин и коллаген , способствуя таким заболеваниям, как сосудистые осложнения диабета , атеросклероз , гипертония , болезнь Альцгеймера , воспаление и старение . [ 1 ]
3DG имеет множество потенциальных биологических эффектов, особенно когда он присутствует в повышенных концентрациях в 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 диабетическому, подобному трубчатой и клубочковой патологии почек. [ 6 ]
- Увеличение 3DG коррелирует с увеличением ширины клубочковой базарной мембраны . [ 7 ]
- 3dg инактивирует альдегид -редуктазу . [ 8 ] Альдегид редуктаза - это клеточный фермент, который защищает организм от 3DG. Детоксикация от 3 дг до 3-дезоксифруктозы (3DF) нарушена у диабетических людей, поскольку их отношение 3DG к 3DF в моче и плазме значительно отличается от не диабетических людей. [ 9 ]
- 3DG является тератогенным фактором в диабетической эмбриопатии, что приводит к развитию эмбрионов. [ 10 ] Это, по-видимому, возникает в результате накопления 3DG, что приводит к эмбриопатии, опосредованной супероксидом. Женщины с ранее существовавшим диабетом или тяжелым диабетом, который развивается во время беременности, в 3 до 4 раза чаще, чем другие женщины, чтобы родить детей с врожденными дефектами.
- 3DG индуцирует апоптоз в клеточных линиях, полученных из макрофагов, [ 11 ] и токсичен для культивируемых корковых нейронов [ 12 ] и PC12 ячейки. [ 13 ]
3DG и ROS
[ редактировать ]3DG индуцирует активные формы кислорода (АФК), которые способствуют развитию диабетических осложнений. [ 14 ] В частности, 3DG индуцирует гепарин-связывающий эпидермальный фактор роста, митоген гладких мышц , который в изобилии в атеросклеротических бляшках. Это наблюдение предполагает, что увеличение 3DG может вызывать атерогенез при диабете. [ 15 ] [ 16 ] 3DG также инактивирует некоторые ферменты, которые защищают клетки от АФК. Например, глутатионпероксидаза, центральный антиоксидант, который использует глутатион для удаления АФК, а глутатионредуктаза, которая восстанавливает глутатион, оба инактивируются 3DG. [ 17 ] [ 18 ] Диабетические люди демонстрируют повышенный окислительный стресс. [ 19 ] Индуцированные 3DG АФК приводят к окислительному повреждению ДНК. [ 20 ] 3dg может быть усвоен клетками, а интернализованный 3dg отвечает за производство внутриклеточного окислительного стресса. [ 21 ]
Детоксикация
[ редактировать ]Несмотря на неопределенную медицинскую значимость, различные соединения реагируют с 3DG, возможно, деактивируя его. Одним из таких агентов является аминогуанидин (AG). [ 22 ] AG снижает возрастную связанную с режинами, нейронной, артериальной и почечной патологией на животных моделях. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] Проблема с AG заключается в том, что она токсична в количествах, необходимых для эффективности. [ Цитация необходима ]
Дополнительное чтение
[ редактировать ]- Delpierre G, Rider MH, Collard F, Stroobant V, Vanstapel F, Santos H, Van Schaftingen E (октябрь 2000 г.). "Идентификация, клонирование и героловая экспрессия завещания для fcuctosamine-3-3-3-3-3-3-3-3-3 Диабет . 49 (10): 1627–3 Doi : 10.2337/диабет.49.10.1627 . PMID 11016445
- Baynes JW, Thorpe SR, Murtiashaw MH (1984). «[8] неферматическое глюкозилирование остатков лизина в альбумине». Неферматическое глюкозилирование остатков лизина в альбумине . Методы в фермере. Тол. 106. С. 88–98. doi : 10.1016/0076-6879 (84) 06010-9 . ISBN 978-0-12-182006-0 Полем PMID 6436646 .
- Dyer DG, Blackledge JA, Thorpe SR, Baynes JW (июнь 1991 г.). «Образование пентозидина во время неферментативного потемнения белков путем глюкозы. Идентификация глюкозы и других углеводов в качестве возможных предшественников пентозидина in vivo» . Журнал биологической химии . 266 (18): 11654–60. doi : 10.1016/s0021-9258 (18) 99007-1 . PMID 1904867 .
- Рахбар С., Кумар Йернини К., Скотт С., Гонсалес Н., Лалезари И (сентябрь 1999 г.). «Новые ингибиторы передовых гликационных конечных продуктов». Биохимическая и биофизическая исследовательская коммуникация . 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.). «Гликирование, воспаление и ярость: каркас для макрососудистых осложнений диабета и за его пределами» . Исследование циркуляции . 93 (12): 1159–69. doi : 10.1161/01.res.0000103862.26506.3d . PMID 14670831 . *
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Niwa T (1999). «3-дезоксиглюкозон: метаболизм, анализ, биологическая активность и клиническое значение». Журнал хроматографии B: биомедицинские науки и применения . 731 (1): 23–36. doi : 10.1016/s0378-4347 (99) 00113-9 . PMID 10491986 .
- ^ Bellier J, Nokin MJ, Lardé E, Karoyan P, Peulen O, Castronovo V, Bellahchène A (2019). «Метилглаксаль, в мощной дертере возраста, соединяется с диабетом и раком Beteween». Исследование диабета и клиническая практика . 148 : 200–211. Doi : 10.1016/j.diabres.2019.01.002 . PMID 30664892 . S2CID 58631777 .
- ^ Szwergold BS, Kappler F, Brown TR (январь 1990 г.). «Идентификация 3-фосфата фруктозы в линзе диабетических крыс». Наука . 247 (4941): 451–4. Bibcode : 1990sci ... 247..451s . doi : 10.1126/science.2300805 . PMID 2300805 .
- ^ Кусноки Х, Мията С., Охара Т., Лю Б.Ф., Уриухара, Кодзима Х, Сузуки К., Миядзаки Х., Ямашита Ю., Инаба К, Кагуга М (июнь 2003 г.). «Связь между сывороткой 3-деоксиглюкозона и развитием диабетической микроангиопатии » за диабетом Уход 26 (6): 1889–9 Doi : 10.2337/diacare.26.6.1889 . HDL : 20.500.14094/ D2 PMID 12766129
- ^ Уэллс-Кнехт К.Дж., Лионс Т.Дж., МакКанс Д.Р., Торп С.Р., Петер М.С., Бэйнес Дж.В. (сентябрь 1994 г.). «Концентрации 3-дезоксифруктозы повышаются в плазме человека и моче при диабете». Диабет . 43 (9): 1152–6. doi : 10.2337/диабет.43.9.1152 . PMID 8070616 .
- ^ Kappler F, Schwartz ML, Su B, Tobia AM, Brown T (2001). «Dyn 12, небольшой ингибитор молекулы фермента амадоразы, снижает уровень 3-дезоксиглюкозона в плазме у диабетических крыс». Технология диабета и терапия . 3 (4): 609–16. doi : 10.1089/15209150152811234 . PMID 11911173 .
- ^ Beisswenger PJ, Drummond KS, Nelson RG, Howell SK, Szwergold BS, Mauer M (ноябрь 2005 г.). «Восприимчивость к диабетической нефропатии связана с дикарбонильным и окислительным стрессом» . Диабет . 54 (11): 3274–81. doi : 10.2337/диабет.54.11.3274 . PMID 16249455 .
- ^ Takahashi M, Lu YB, Myint T, Fujii J, Wada Y, Taniguchi N (январь 1995 г.). «Гликация in vivo альдегид-редуктазы, основной фермент, уменьшающий 3-дезоксиглюкозон: идентификация сайтов гликирования». Биохимия . 34 (4): 1433–8. doi : 10.1021/bi00004a038 . PMID 7827091 .
- ^ Lal S, Kappler F, Walker M, Orchard TJ, Beisswenger PJ, Szwergold BS, Brown TR (июнь 1997 г.). «Количественное определение уровня 3-дезоксиглюкозона в плазме человека». Архивы биохимии и биофизики . 342 (2): 254–60. doi : 10.1006/abbi.1997.0117 . PMID 9186486 .
- ^ Эрикссон UJ, Венцель П, My HS, Thornalley PJ (декабрь 1998 г.). «Тератогенность 3-идеаксиглюкозона и диабетической эмбриопатии». Диабет . 47 (12): 1960–6. Doi : 10.2337/диабет.47.12.1960 . PMID 9836531 .
- ^ Окадо А., Кавасаки Ю., Хасуике Ю., Такахаши М., Тешима Т., Фуджи Дж., Танигучи Н. (август 1996 г.). «Индукция апоптотической клеточной гибели метилглиоксаль и 3-дезоксиглюкозоном в клеточных линиях, полученных из макрофагов». Биохимическая и биофизическая исследовательская коммуникация . 225 (1): 219–24. doi : 10.1006/bbrc.1996.1157 . PMID 8769121 .
- ^ Kikuchi S, Shinpo K, Moriwaka F, Makita Z, Miyata T, Tashiro K (июль 1999 г.). «Нейротоксичность метилглаксаль и 3-дезоксиглюкозона на культивируемых корковых нейронах: синергизм между гликированием и окислительным стрессом, возможно, участвует в нейродегенеративных заболеваниях». Журнал исследований нейробиологии . 57 (2): 280–9. doi : 10.1002/(SICI) 1097-4547 (19990715) 57: 2 <280 :: AID-JNR14> 3.0.CO; 2-U . PMID 10398306 . S2CID 39613521 .
- ^ Suzuki K, Koh YH, Mizuno H, Hamaoka R, Taniguchi N (февраль 1998 г.). «Сверхэкспрессия альдегид-редуктазы защищает клетки PC12 от цитотоксичности метилглаксаль или 3-дезоксиглюкозона». Журнал биохимии . 123 (2): 353–7. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a021944 . PMID 9538214 .
- ^ Араки А (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 .
- ^ Танигучи Н., Кането Х., Асахи М., Такахаши М., Вени С., Хигашияма С., Фуджи Дж, Сузуки К., Каяноки Y (июль 1996 г.). «Вовлечение гликирования и окислительного стресса в диабетической макроангиопатии». Диабет . 45 (Suppl 3): S81-3. doi : 10.2337/diab.45.3.s81 . PMID 8674900 . S2CID 21268446 .
- ^ Че В., Асахи М., Такахаши М., Кането Х, Окадо А., Хигашияма С., Танигучи Н. (июль 1997 г.). «Селективная индукция гепарин-связывающего эпидермального фактора роста, подобного фактору роста, с помощью метилглаксаля и 3-дезоксиглюкозона в клетках гладких мышц аорты крысы. Вовлечение формирования 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 .
- ^ Вандер Ягт Д.Л., Хунсакер Л.А., Вандер Ягт Т.Дж., Гомес М.С., Гонсалес Д.М., Дека Л.М., Ройер Р.Е. (апрель 1997 г.). «Инактивация глутатиона редуктазы с помощью 4-гидроксиноненала и других эндогенных альдегидов». Биохимическая фармакология . 53 (8): 1133–40. doi : 10.1016/s0006-2952 (97) 00090-7 . PMID 9175718 .
- ^ Niwa T, Tsukushi S (февраль 2001 г.). «3-дезоксиглюкозон и возраст у уремических осложнений: инактивация глутатион-пероксидазы с помощью 3-дезоксиглюкозона» . Почечные международные добавки . 78 : S37-41. doi : 10.1046/j.1523-1755.2001.59780037.x . PMID 11168980 .
- ^ Feillet-Coudray C, Choné F, Michel F, Rock E, Thiéblot P, Rayssiguier Y, Tauveron I, Mazur A (октябрь 2002 г.). «Дивергенция в уровнях плазматического и мочевого изопростана 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 .
- ^ Shimoi K, Okitsu A, Green MH, Lowe JE, Ohta T, Kaji K, Terato H, IDE H, Kinae N (сентябрь 2001 г.). «Окислительное повреждение ДНК, вызванное высокой глюкозой и его подавлением в эндотелиальных клетках пупочной вены человека». Мутационные исследования . 480–481: 371–8. doi : 10.1016/s0027-5107 (01) 00196-8 . PMID 11506829 .
- ^ Сакияма Х., Такахаши М., Ямамото Т., Тешима Т., Ли Ш., Миямото Ю., Мисону и Танигучи Н. (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 .
- ^ Браунли М (июнь 1994 г.). «Лекция Лилли 1993. Гликирование и диабетические осложнения». Диабет . 43 (6): 836–41. doi : 10.2337/diab.43.6.836 . PMID 8194672 . S2CID 84490567 .
- ^ Ellis en, Good BH (октябрь 1991). «Профилактика клубочковой базарной мембраны с помощью аминогуанидина в экспериментальном сахарном диабете». Метаболизм . 40 (10): 1016–9. doi : 10.1016/0026-0495 (91) 90122-D . PMID 1943726 .
- ^ Soulis-Liparota T, Cooper M, Papazoglou D, Clarke B, Jerums G (октябрь 1991 г.). «Задержка с помощью аминогуанидина развития альбуминурии, мезангиальной экспансии и флуоресценции тканей у крыс, вызванной стрептозоцином». Диабет . 40 (10): 1328–34. doi : 10.2337/диабет.40.10.1328 . PMID 1834497 .
- ^ Edelstein D, Brownlee M (январь 1992 г.). «Аминогуанидин улучшает альбуминурию у диабетических гипертонических крыс» . Диабетология . 35 (1): 96–7. doi : 10.1007/bf00400859 . PMID 1541387 .
- ^ Brownlee M, Vlassara H, Kooney A, Ulrich P, Cerami A (июнь 1986 г.). «Аминогуанидин предотвращает сшивание белка артериальной стенки, вызванное диабетом». Наука . 232 (4758): 1629–32. Bibcode : 1986sci ... 232.1629b . doi : 10.1126/science.3487117 . PMID 3487117 .