- Característiques i estructura
- Distribució a la natura
- Metabolisme de la fucosa
- funcions
- Paper en el càncer
- Paper en altres malalties
- potencial biomèdic
- referències
La fucosa (abreujada FUC), o 6-L-desoxi-galactosa, és un monosacàrid parcialment desoxigenado (desoxisucre) de sis carbonis la fórmula empírica és C 6 H 12 O 5. Com altres monosacàrids, és un sucre polihidroxilado.
Quan un grup hidroxil és reemplaçat per un àtom d'hidrogen, se'n deriva un desoxisucre. Encara que teòricament aquest reemplaçament podria afectar qualsevol grup hidroxil de qualsevol monosacàrid, en la naturalesa hi ha poca varietat de desoxiazúcares.
Font: Edgar181
Alguns desoxiazúcares són: 1) la desoxiribosa (2-desoxi-D-ribosa), derivada de la D-ribosa, que forma part de l'ADN; 2) la ramnosa (6-D-desoxi-manosa), derivada de la D-manosa; 3) la fucosa, derivada de la L-galactosa. Aquesta última és més freqüent que la D-fucosa, derivada de la D-galactosa.
Característiques i estructura
La fucosa també es coneix amb els noms 6-desoxi-galacto-hexosa, fucopiranosa, galactometilosa i rodeosa.
Encara que normalment es troba formant polisacàrids i glicoproteïnes, aïllada com monosacàrid és més dolça que la galactosa. Això es deu al fet que el reemplaçament d'un grup hidroxil per un àtom d'hidrogen s'incrementa el caràcter hidrofòbic i, per tant, la dolçor de la molècula.
Els grups hidroxil de la fucosa poden experimentar les mateixes reaccions que altres sucres, produint-se una gran varietat de acetals, glucòsids, èters i èsters.
Una biomolècula fucosilada és aquella a la qual, per acció d'una fucosiltransferasa, s'han unit, mitjançant enllaços glicosídics, molècules de fucosa. Quan es produeix la hidròlisi d'enllaços glicosídics per acció d'una fucosidasa, separant així la fucosa, es diu que la biomolècula ha estat defucosilada.
A l'fucosilarse els glucans, es generen glucans més complexos denominats fucanos, que poden o no formar part de glicoproteïnes. Els fucanos sulfatats es defineixen com aquells polisacàrids que contenen residus sulfatats de L-fucosa. Són típics de les algues marrons. Com a exemples poden nomenar-se el ascofilano, el sargasano i el pelvetano.
Un dels fucanos millor estudiats és el fucoidano, obtingut de l'alga bruna Fucus, que ha estat comercialitzat (Sigma-Aldrich Chemical Company) des de fa dècades.
Distribució a la natura
La D-fucosa és present en substàncies antibiòtiques produïdes per microbis, i en glucòsids vegetals, com ara la convolvulina, la chartreusina, la ledienosida i la queirotoxina.
La L-fucosa és un constituent dels polisacàrids de les algues, els fulls de la prunera, les llavors de lli, soja i canola, la goma de tragacant, les parets cel·lulars de la patata, els tubercles de la mandioca, la fruita kiwi, l'escorça de la ceiba i el mucigel de la caliptra de la dacsa, així com altres plantes.
La L-fucosa també està present en els ous d'eriçons de mar i en la gelatina que protegeix els ous de granota.
En els mamífers, els fucanos amb L-fucosa formen els lligands que actuen en l'adhesió leucòcit-endotelial intervinguda per selectina, i participen en nombrosos esdeveniments ontogenéticos.
La L-fucosa abunda en els fucoesfingolípidos de l'epiteli gastrointestinal i la medul·la òssia, i apareix en proporcions petites en el cartílag i en estructures queratinosas.
En els humans, els fucanos amb L-fucosa formen part de glicoproteïnes de la saliva i els sucs gàstrics. També formen part dels antígens que defineixen els grups sanguinis ABO. Estan presents en diversos oligosacàrids de la llet materna.
Metabolisme de la fucosa
Les fucosiltransferasas utilitzen la GDP-fucosa, una forma de fucosa activada per nucleòtids, com a donant de fucosa en la construcció d'oligosacàrids fucosilados.
La GDP-fucosa es deriva de la GDP-manosa per l'acció successiva de dos enzims: la GDP-manosa 4,6-deshidratasa i la GDP-4-ceto-6-desoximanosa 3,5-epimerasa-4-reductasa.
Uitlizando un cofactor NADP +, el primer enzim catalitza la deshidratació de la GDP-manosa. La reducció de la posició 6 i oxidació de la posició 4 produeix la GDP-6-desoxi-4-ceto-manosa (durant la reacció, l'híbrid és transferit de la posició 4 a la 6 del el sucre).
La segona enzim, que és NADPH depenent, catalyza la epimerización de les posicions 3 i 5, i la redución de l'grup 4-ceto, de la GDP-6-desoxi-4-ceto-manosa.
Els bacteris poden créixer utilitzant fucosa com a font única de carboni i energia per mitjà d'un operó induïble per fucosa que codifica enzims catabòliques per aquesta sucre.
El procés anterior involucra: 1) entrada de fucosa lliure a través de la paret cel·lular amb mediació d'una permeasa; 2) isomerització de la fucosa (una aldosa) per formar fuculosa (una cetosa); 3) fosforilació de la fuculosa per formar fuculosa-1-fosfat; 4) una reacció aldolasa per formar lactaldehido i fosfat de dihidroxiacetona a partir de la fuculosa-1-fosfat.
funcions
Paper en el càncer
Entre els símptomes de molts tipus de tumor cancerigen es troben la presència de proteïnes unides a glucans que es distingeixen per posseir una composició d'oligosacàrids alterada. La presència d'aquests glucans anormals, entre els quals destaquen els fucanos, està vinculada a la malignitat i potencial metastàsic d'aquests tumors.
En el càncer mamari, les cèl·lules tumorals incorporen fucosa a les glicoproteïnes i glicolípids. La fucosa contribueix a la progressió d'aquest càncer, afavorint l'activació de les cèl·lules mare canceroses, la metàstasi hematogénica i la invasió de tumors a través de matrius extracel·lulars.
En el carcinoma pulmonar i la hepatocarcinogénesis, l'expressió augmentada de la fucosa està vinculada amb un potencial metastàtic elevat i amb baixa probabilitat de supervivència.
Com a contrapartida, alguns fucanos sulfatats són substàncies prometedores en el tractament de el càncer, tal com ho han determinat nombrosos estudis in vitro amb línies de cèl·lules canceroses, incloent aquelles causants de càncer mamari, pulmonar, prostàtic, gàstric, de còlon i recte.
Paper en altres malalties
L'expressió augmentada de fucanos a les immunoglobulines sèriques ha estat relacionat amb l'artritis reumatoide juvenil i adulta.
La deficiència en l'adhesió de leucòcits II és una malaltia congènita rara deguda a mutacions que alteren l'activitat d'un transportador d'FDP-fucosa localitzat en l'aparell de Golgi.
Els pacients pateixen de retard mental i psicomotor, i pateixen infeccions bacterianes recurrents. Aquesta malaltia respon favorablement a dosis orals de fucosa.
potencial biomèdic
Els fucanos sulfatats obtinguts de les algues marrons són importants reservoris de compostos amb potencial terapèutic.
Tenen propietats antiinflamatòries i antioxidants, inhibint la migració de limfòcits en llocs d'infecció i afavorint l'alliberament de citoquines. Incrementen la resposta immune mitjançant l'activació dels limfòcits i macròfags.
Tenen propietats anticoagulants. S'ha comprovat en pacients humans que per via oral inhibeixen l'agregació plaquetària.
Tenen potencial antibiòtic i antiparasitari i inhibeixen el creixement del bacteri patogen estomacal Helicobacter pylori. Mata als paràsits Plasmodium spp. (Agent causal de la malària) i Leishmania donovani (agent causal de la leishmaniosi viscerotrópica americana).
Finalment, tenen potents propietats antivirals, inhibint l'entrada a la cèl·lula de diversos virus de gran importància per a la salut humana, incloent arenavirus, Cytomegalovirus, Hantavirus, hepadnavirus, HIV, virus de l'herpes simplex, i virus de la influença.
referències
- Becker, DJ, Lowe, JB 2003. Fucose: biosynthesis and biological function in mammals. Glycobiology, 13, 41r-53r.
- Deniaud-Bouët, I., Hardouin, K., Potin, P., Kloareg, B., Hervé, C. 2017. A review about brown algal cell walls and fucose-containing sulfated polysaccharides: cell wall context, Biomedical properties and key research challenges.Carbohydrate Polymers,
- Flowers HM 1981. Chemistry and biochemistry of D- and L-fucose. Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 39, 279-345.
- Listinsky, JJ, Siegal, GP, Listinsky, CM 2011. The emerging importance of α -L-fucose in human breast cancer: a review. Am. J. transl. Res., 3, 292-322.
- Murray, RK, et al. 2003. Harper 's illustrated biochemistry. McGraw-Hill, Nova York.
- Pereira, L. 2018. Therapeutic and nutritional facis servir of algae. CRC Press, Boca Raton.
- Staudacher, I., Altmann, F., Wilson, IBH, März, L. 1999. Fucose in N-glycans: from plant to man. Biochimica et Biophysica Acta, 1473, 216-236.
- Tanner, W., Loewus, FA 1981. Plant carbohydrates II. Extracel·lular carbohydrates. Springer, Nova York.
- Vanhooren, PT, Vandamme, EJ 1999. L-fucose: occurrence, Physiological role, chemical, Enzymatic and microbial synthesis. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 74, 479-497.