Образование глюкуроновой кислоты. Что значит "глюкуроновая кислота"

Кислота КИСЛОТА - разговорное название психоделика ЛСД (диэтиламид лизергиновой кислоты). Производные от этого слова - «кислый», «кислотный» - используются для обозначения тех субкультурных явлений, произведений, направлений, которые, в той или иной степени,

Глюкуроновая кислота

Тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота) + N-ацетил-L карнитин

Тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота) + N-ацетил-L карнитин Эта комбинация слегка отличается от других тем, что направлена на улучшение работы познавательной и половой функций организма. Тиоктовая кислота – мощный растворимый в воде и в жире антиоксидант. N-ацетил-L

Глюкуроновая кислота (от глюкоза и др.-греч. οὖρον - моча) - одноосновная органическая кислота, относящаяся к группе уроновых кислот .

Глюкуроновая кислота содержится в небольших количествах в организме человека, где образуется при окислении D-глюкозы. Её нормальная концентрация в крови составляет 0,02-0,08 ммоль/л. Глюкуроновая кислота входит в состав слизи, слюны, внеклеточного матрикса , гликокаликса . Является одним из ключевых компонентов пигментного обмена в печени.

Свойства глюкуроновой кислоты аналогичны свойствам глюкозы, но вследствие наличия в её молекуле карбоксильной группы, она способна образовывать лактоны и соли. При нагревании глюкуроновая кислота дегидратируется и декарбоксилируется.

Глюкуроновая кислота способна образовывать растворимые конъюгаты (глюкурониды) со спиртами , фенолами , карбоновыми кислотами , тиолами , аминами и рядом других веществ, за счёт чего достигается их обезвреживание (снижение токсичности) и выведение из организма.

Напишите отзыв о статье "Глюкуроновая кислота"

Примечания

Литература

• В. Ф. Крамаренко. Токсикологическая химия. - К. : Выща шк., 1989. - 447 с. - 6 000 экз. - ISBN 5-11-000148-0.

Ссылки

• Глюкуроновая кислота // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . - 3-е изд. - М . : Советская энциклопедия, 1969-1978.

Отрывок, характеризующий Глюкуроновая кислота

Время шло. На дворе уже полностью властвовала моя десятая зима, покрывшая всё вокруг белоснежным пушистым покровом, как бы желая показать, что полноправной хозяйкой на данный момент является здесь она.
Всё больше и больше людей заходило в магазины, чтобы заранее запастись Новогодними подарками, и даже в воздухе уже «пахло» праздником.
Приближались два моих самых любимых дня – день моего рождения и Новый Год, между которыми была всего лишь двухнедельная разница, что позволяло мне полностью насладиться их «празднованием», без какого-либо большого перерыва...

Глюкуроновая кислота - биохимическая «родственница» знаменитой гиалуроновой - не столь широко применяется в косметике, как она, но в качестве физиологического соединения точно также незаменима.

Синонимы: Glucuronic Acid, COH (CHOH) 4 COOH; D-glucuronic acid. Запатентованные формулы: Sodium hyaluronate (Cosmetic grade), Protanal PC 2340 Discontinued, Algae Polysaccharide, Teflose®.

Действие глюкуроновой кислоты в косметике

Глюкуроновая кислота важна прежде всего тем, что является предшественницей «гиалуронки»: так, полимерная разветвленная цепь гиалуроновой кислоты построена из эквивалентного числа звеньев aцeтил-глюкoзaминa и глюкуроновой кислоты.

Помимо этого, глюкуроновая кислота является распространенным строительным блоком важных для структурной целостности кожи протеогликанов и гликоглицеролипидов, таких как указаны ниже…

• Гепарин, который является ингибитором свертывания крови и синтезируется в тучных клетках, легких и печени.
• Хондроитин сульфат - он содержится в больших количествах в хрящевой ткани, крупных сосудах, соединительной ткани, костях и коже.
• Дерматансульфат - незаменимый протеогликан, в изобилии присутствующий в составе кожи, сердечной мышцы и кровеносных сосудах.
• Кератансульфаты - структурный материал роговицы глаз, хрящей и костей.

Также глюкуроновая кислота принимает активное участие в клеточном метаболизме и незаменима для кожи как мукополисахарид. Соответственно, ее функции в косметике основаны перечисленных свойствах, однако как самостоятельный компонент она в ней практически не используется в связи с нестабильностью. Кроме того, глюкуроновая кислота выступает в косметике и как регулятор кислотности, но опять же, практически всегда только в сочетании с другими активными веществами. (Хотя если мыслить шире, то этот ингредиент весьма распространен, ведь косметики на основе гиалурновой кислоты на рынке просто несметное множество.)

В последнее время глюкуроновая кислоту тестируют в качестве защитного соединения. Дело в том, что при повышенной температуре, химическом, окислительном или физическом стрессе, а также под воздействием ультрафиолетового излучения кожа дает немедленную физиологическую реакцию, сопряженную с мощной экспрессией в ее клетках белков теплового шока. Таким образом, клетки с повышенным уровнем белка теплового шока становятся более толерантными к стрессовым условиям и быстрее гибнут, а кожа - стареет. Биохимики пытаются использовать функции глюкуроновой кислоты в качестве профилактического средства, защищающего от старения кожи. Применение глюкуроновой кислоты показывало значительное снижение синтеза белков теплового шока. Таким образом глюкуроновая кислота в достаточно высокой концентрации предотвращает гибель клеток дермы и эпидермиса, индуцированную вторичным э стрессом (повреждением белками теплового шока и перекисными реакциями). Результаты исследований свидетельствуют о том, что глюкуроновая кислота - достаточно перспективный косметически активный ингредиент, который всего лишь требуется стабилизировать.

Как вспомогательный компонент в косметике глюкуроновая кислота также может работать в качестве буферного вещества и хелатообразователя, то есть агента, связующего метаболиты токсичных металлов.

Кому показана глюкуроновая кислота

• Для увлажнения кожи.
• Для смягчения кожи.
• Для снижения воспалений на коже.

Также глюкуроновая кислоту применяют в антиперспирантах, так как она обладает освежающими свойствами, и в качестве хумектанта при акне, когда кожа нуждается в увлажнении, однако повышает себорегуляцию в ответ на стандартные увлажняющие ингредиенты. В частности подобные свойства она проявляет в присутствие таких компонентов, как пропандиол, рамноза, выступая успокаивающим и противовоспалительным средством.

Кому противопоказана глюкуроновая кислота

Строгое противопоказание - реакция индивидуальной гиперчувствительности, однако это органический компонент, который не может спровоцировать аллергическую реакцию (при условии достаточной очистки сырья).

Косметика, содержащая глюкуроновую кислоту

Глюкуроновая кислота применяется в средствах личной гигиены (продукты для душа и ванны, для ухода за полостью рта и т.д.). Ее также могут содержать антиперспиранты и дезодоранты, косметические средства по уходу за кожей (увлажнение, очищение лица), уходу за телом, включая детские серии. Согласно Регламенту Европейского Союза, рекомендуемая концентрация этого компонента в готовой косметической продукции составляет 1 до 4%.

Косметика с глюкуроновой кислотой для увлажнения и профилактики старения в нашем каталоге

Источники глюкуроновой кислоты

Глюкуроновая кислота образуется естественным образом в организме из глюкозы при окислении ее первичной спиртовой группы. Это органическое соединение D широко распространено в животном и растительном мире, входит в состав кислых мукополисахаридов, некоторых бактериальных полисахаридов, тритерпеновых сапонинов, гемицеллюлозы гуммиарабика и камедей. Свободная глюкуроновая кислота в небольших количествах также присутствует в крови и моче человека.

Как одна из уроновых кислот глюкуроновая кислота (от «глюкоза» и греч. uron — моча) хорошо растворима в воде, оптически активна. Впервые ее, кстати, получили из урины. Сегодня в большинстве способов получения D-глюкуроновой кислоты исходят из 1,2-изопропилиден-D-глюкозы, при окислении которой выделяют 1,2-изопропилиден-D-глюкуроновую кислоту или (чаще) ее соли (натрия, калия, и пр.). Для превращения последних соединений в глюкуроновую кислоту необходимо провести также стадии нейтрализации солей и кислотного гидролиза 1,2-изопропилиденовой группы.

Глюкуроновая кислота является соединением, выполняющим в организме несколько функций:

а) она входит в состав гетероолиго и гетерополисахаридов,выполняя таким образом структурную функцию,

б) она принимает участие в процессах детоксикации,

в) она может быть преобразована в клетках в пентозу ксилулозу (которая, кстати, является общим промежуточным метаболитом с пентозным циклом окисления глюкозы).

В организме большинства млекопитающих по этому метаболическому пути идет синтез аскорбиновой кислоты; к сожалению, у приматов и морских свинок не синтезируется один из ферментов, необходимых для превращения глюкуроновой кислоты в аскорбиновую и человек нуждается в поступлении аскорбиновой кислоты с пищей.

Схема метаболического пути синтеза глюкуроновой кислоты:

3.3. Г л ю к о н е о г е н е з

В условиях недостаточного поступления углеводов в пище или даже их полного отсутствия все необходимые для организма человека углеводы могут синтезироваться в клетках. В качестве соединений, углеродные атомы которых используются при биосинтезе глюкозы,могут выступать лактат, глицерол, аминокислоты и др. Сам процесс синтеза глюкозы из соединений неуглеводной природы носит название глюконеогенез. В дальнейшем из глюкозы или из промежуточных продуктов ее метаболизма могут быть синтезированы все другие соединения, относящиеся к углеводам.

Рассмотрим процесс синтеза глюкозы из лактата. Как мы уже упоминали, в гепатоцитах примерно 4/5 поступающего из крови лактата преобразуется в глюкозу. Синтез глюкозы из лактата не может быть простым обращением процесса гликолиза, так как в гликолиз включены три киназные реакции: гексокиназная,фосфофруктокиназная и пируваткиназная необратимые по термодинамическим причинам. Вместе с тем, в ходе глюконеогенеза используются ферменты гликолиза, катализирующие соответствующие обратимые равновесные реакции, типа альдолазы или енолазы.

Глюконеогенез из лактата начинается с превращения последнего в пируват с участием фермента лактатдегидрогеназы:

СООН СООН

2 НСОН + 2 НАД + > 2 С=О + 2 НАДН+Н +

Лактат Пируват

Наличие индекса «2» перед каждым членом уравнения реакции обусловлено тем, что для синтеза одной молекулы глюкозы требуется две молекулы лактата.

Пируваткиназная реакция гликолиза необратима, поэтому невозможно получить фосфоенолпируват (ФЭП) непосредственно из пирувата. В клетке эта трудность преодолевается с помощью обходного пути, в котором участвуют два дополнительных фермента, не работающие при гликолизе. Вначале пируват подвергается энергозависимому карбоксилированию с участием биотинзависимого фермента пируват карбоксилазы:

СООН СООН

2 С=О + 2 СО 2 + 2 АТФ > 2 С=О + 2 АДФ + 2 Ф

Щавелевоуксусная кта А затем в результате энергозависимого декарбоксилирования щавелевоуксуная кислота превращается в ФЭП. Эту реакцию катализирует фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа (ФЭПкарбоксикиназа) , а источником энергии является ГТФ:

Щавелево

2 уксусная + 2 ГТФ Д> 2 С ~ ОРО 3 Н 2 +2 ГДФ +2 Ф

кислота СН 2

Фосфоенолпируват

Далее все реакции гликолиза вплоть до реакции, катализируемой фосфофруктокиназой обратимы. Необходимо лишь наличие 2 молекул восстановленного НАД, но он получен в ходе лактатдегидрогеназной реакции. Кроме того, необходимы 2 молекулы АТФ для обращения фосфоглицераткиназной киназной реакции:

2 ФЭП + 2 НАДН+Н + + 2 АТФ > Фр1,6бисФ + 2НАД + + 2АДФ + 2Ф

Необратимость фосфофруктокиназной реакции преодолевается путем гидролитеческого отщепления от Фр1,6бисФ остатка фосфорной кислоты, но для этого требуется дополнительный фермент фруктозо 1,6 бисфосфатаза:

Фр1,6бисФ + Н 2 О > Фр6ф + Ф

Фруктозо6фосфат изомеризуется в глюкозо6фосфат, а от последнего гидролитеческим путем при участии фермента глюко зо6фосфатазы отщепляется остаток фосфорной кислоты, чем преодолевается необратимость гексокиназной реакции:

Гл6Ф + Н 2 О > Глюкоза + Ф

Суммарное уравнение глюконеогенеза из лактата:

2 лактат + 4 АТФ + 2 ГТФ + 6 Н 2 О >> Глюкоза + 4 АДФ + 2 ГДФ + 6 Ф

Из уравнения следует, что на синтез 1 молекулы глюкозы из 2 молекул лактата клетка затрачивает 6 макроэргических эквивалентов. Это означает, что синтез глюкозы будет идти лишь в том случае, когда клетка хорошо обеспечена энергией.

Промежуточным метаболитом глюконеогенеза являются ЩУК, которая одновременно является и промежуточным метаболитом цикла трикарбонывых кислот. Отсюда следует: любое соединение, углеродный

скелет которого может быть превращен в ходе обменных процессов в один из промежуточных продукта цикла Кребса или в пируват, может через преобразование его в ЩУК быть использовано для синтеза глюкозы. Этим путем для синтеза глюкозы используются углеродные скелеты ряда аминокислот. Некоторые аминокислоты, например, аланин или серин, в ходе своего расщепления в клетках преобразуются в пируват, также, как мы уже выяснили, являющийся промежуточным продуктом глюконеогенеза. Следовательно, и их углеродные скелеты могут быть использованы для синтеза глюкозы. Наконец, при расщеплении глицерола в клетках в качестве промежуточного продукта образуется 3фосфоглицериновый альдегид, который тоже может включаться в глюконеогенез.

Мы выяснили, что для протекания глюконеогенеза требуется 4 фермента, не принимающих участия в окислительном расщеплении глюкозы это пируваткарбоксилаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, фруктозо1,6бисфосфатаза и глюкозо6фосфатаза. Естественно ожидать, что регуляторными ферментами глюконеогенеза будут ферменты, не принимающие участие в расщеплении глюкозы. Такими регуляторными ферментами являются пируваткарбоксилаза и фруктозо1,6бисфосфатаза. Активность пируваткарбоксилазы ингибируется по аллостерическому механизму высокими концентрациями АДФ,а активность Фр1,6бисфосфатазы также по аллостерическому механизму угнетается высокими концентрациями АМФ. Таким образом, в условиях дефицита энергии в клетках глюконеогенез будет заторможен, вопервых, изза недостатка АТФ, а, вовторых, изза аллостерического ингибирования двух ферментов глюконеогенеза продуктами расщепления АТФ АДФ и АМФ.

Нетрудно заметить, что скорость гликолиза и интенсивность глюконеогенеза регулируются реципрокно. При недостатке энергии в клетке работает гликолиз и ингибирован глюконеогенез, в то время как при хорошем энергетическом обеспечении клеток в них работает глюконеогенез и ингибировано расщепление глюкозы.

Важным звеном в регуляции глюконеогенеза являются регуляторные эффекты ацетилКоА, который выступает в клетке как аллостерический ингибитор пируватдегидрогеназного комплекса и одновременно служит аллостерическим активатором пируваткарбоксилазы. Накопление ацетилКоА в клетке, образующегося в больших количествах при окислении высших жирных кислот, ингибирует аэробное окисление глюкозы и стимулирует её синтез.

Биологическая роль глюконеогенеза чрезвычайно велика, так как глюконеогенез не только обеспечивает органы и ткани глюкозой, но еще и перерабатывает образующийся в тканях лактат, препятствуя тем самым развитию лактатацидоза. За сутки в организме человека за счет глюконеогенеогенеза может быть синтезировано до 100120 г глюкозы, которая в условиях дефицита углеводов в пище в первую очередь идет на обеспечение энергетики клеток головного мозга. Кроме того, глюкоза необходима клеткам жировой ткани как источник глицерола для синтеза резервных триглицеридов, глюкоза необходима клеткам различных тканей для по ержания нужной им концентрации промежуточных метаболитов цикла Кребса, глюкоза служит единственным видом энергетического топлива в мышцах в условиях гипоксии, её окисление является также единственным источником энергии для эритроцитов.

3.4. Общие представления об обмене гетерополисахаридов

Соединения смешанной природы, одним из компонентов которых является углевод, получили собирательное название гликоконьюгаты. Все гликоконьюгаты принято делить на три класса:

1.Гликолипиды.

2.Гликопротеиды (на углеводный компонент приходится не более 20% общей массы молекулы).

3.Гликозаминопротеогликаны (на белковую часть молекулы обычно приходится 23% общей массы молекулы).

Биологическая роль этих соединений была рассматрена ранее. Следует лишь еще раз упомянуть о большом разнообразии мономерных единиц, образующих углеводные компоненты гликоконьюгатов: моносахариды с различным числом атомов углерода, уроновые кислоты, аминосахара, сульфатированные формы различных гексоз и их производных, ацетилированные формы аминосахаров и др. Эти мономеры могут быть соединены между собой различными типами гликозидных связей с образованием линейных или разветвленных структур, и если из 3 различных аминокислот можно построить лишь 6 различных пептидов, то из 3 мономеров углеводной природы можно построить до 1056 разных олигосахаридов. Такое разнообразие структуры гетерополимеров углеводной природы говорит о колоссальном объёме содержащейся в них информации, вполне сопоставимом с объемом информации, имеющимся в белковых молекулах.

3.4.1. Представление о синтезе углеводных компонентов гликозаминопротеогликанов

Углеводными компонентами гликозаминопротеогликанов являются гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфат или дерматансульфат, присоединенные к полипептидной части молекулы с помощью Огликозидной связи через остаток серина. Молекулы этих полимеров имеют неразветвленную структуру. В качестве примера можно привести схему строения гиалуроновой кислоты:

Из приведенной схемы следует,что молекула гиалуроновой кислоты присоединена к полипептидной цепи белка с помощью Огликозидной связи. Сама же молекула состоит из связующего блока, состоящего из 4 мономерных единиц (Кси, Гал, Гал и Гл.К), соединенных между собой опятьтаки гликозидными связями и основной части, построенной из «n»ного числа биозных фрагментов, в состав каждого из которых входит остаток ацетилглюкозамина (АцГлАм) и остаток глюкуроновой кислоты (Гл.К), причем связи внутри блока и между блоками-Огликозидные. Число «n» составляет несколько тысяч.

Синтез полипептидной цепи идет на рибосомах с помощью обычного матричного механизма. Далее полипептидная цепь поступает в аппарат Гольджи и уже непосредственно на ней происходит сборка гетерополисахаридной цепи. Синтез носит нематричный характер, поэтому последовательность присоединения мономерных единиц определяется специфичностью участвующих в синтезе ферментов. Эти ферменты носят общее название гликозилтрансферазы. Каждая отдельная гликозилтрансфераза обладает субстратной специфичностью как к присоединяемому ею моносахаридному остатку, так и к структуре надстраиваемого ею полимера.

Пластическим материалом для синтеза служат активированные формы моносахаридов. В частности, при синтезе гиалуроновой кислоты используются УДФпроизводные ксилозы, галактозы, глюкуроновой кислоты и ацетилглюкозамина.

Вначале под действием первой гликозилтрансферазы (Е 1) происходит присоединение остатка ксилозы к радикалу серина полипептидной цепи, затем при участии двух различных гликозилтрансфераз (Е 2 и Е 3) к строящейся цепи присоединяется 2 остатка галактозы и при действии четвертой галактозилтрансферазы (Е 4) завершается формирование связующего олигомерного блока присоединением остатка глюкуроновой кислоты. Дальнейшее наращивание полисахаридной цепи идет путем повторного чередующегося действия двух ферментов, один из которых катализирует присоединение остатка ацетилглюкозамина (Е 5) , а другой остатка глюкуроновой кислоты (Е 6).

Синтезированная таким образом молекула поступает из аппарата Гольджи в область наружной клеточной мембраны и секретируется в межклеточное пространство.

В состав хондроитинсульфатов, кератансульфатов и др. гликозаминогликанов встречаются сульфатированные остатки мономерных единиц. Это сульфатирование происходит после включения соответствующего мономера в полимер и катализируется специальными ферментами. Источником остатков серной кислоты является фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС) активированная форма серной кислоты.