ヘプトースは、 7個の炭素を有する単糖であり、との実験式C 7 H 14 O 7。他の単糖類などのこれらの糖は、ポリヒドロキシル化されており、炭素1にアルデヒド官能基をもつアルドヘプトース、または炭素2にケトン基をもつケトヘプトースです。
ヘプトースは、光合成のカルビンサイクルやペントースリン酸経路の非酸化相などの代謝経路で合成されます。それらは、大腸菌、クレブシエラ属、ナイセリア属、プロテウス属、シュードモナス属、サルモネラ属、赤痢菌などのグラム陰性菌の細胞壁にあるリポ多糖（LPS）の構成要素です。ビブリオ属
ソース：Fvasconcellos
特徴
ヘキソースは、ヘキソースと同様に、主にそれらの環状形態で存在する。アルドヘプトースは5つの不斉炭素を持ち、循環してピラノースを形成します。対照的に、ケトヘプトースは4つの不斉炭素を持ち、ピラノースも形成します。
生物で非常に一般的な天然ケトヘプトースはセドヘプツロースです。この糖は、動物の光合成および炭水化物代謝におけるヘキソース糖の形成に重要です。
セドヘプツロースを希鉱酸で加熱すると、80％が2,7-アンヒドロ-β-D-アルトロ-ヘプツロピラノースとして結晶化し、20％がセドヘプツロースです。
ヘプトースの化学的定量は、硫酸とシステイン、ジフェニルアミン、フロログルシノールで行われます。特定の条件下では、ヘプトースを他の糖と区別することが可能です。アルドヘプトースとケトヘプトースを区別することさえできます。
多くのアルドヘプトースはグリセロ-D-マンノヘプトース配置を持っています。ヘプトースは、8炭素のケト糖酸（3-deoxy-D-manno-2-octulosonic acid、Kdo sugar）とともに、細菌の脂質二重層の外膜にあるLPSの構造成分です。
LPSは、45％フェノール水溶液を使用して抽出できます。次に、ヘプトースとKDO糖は、比色分析とクロマトグラフィーの手法で識別できます。
肝細胞の生物学的重要性
光合成とペントースリン酸経路
葉緑体の間質には、CO 2の同化によって生成されるトリオースリン酸、グリセルアルデヒド-3-リン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸をデンプンに変換する酵素が含まれています。トリオースリン酸の形成と炭素の回収は、CO 2の固定を再開するために、カルビンサイクルの2つの段階を構成します。
炭素回収段階では、酵素アルドラーゼは、エリスロース4-リン酸（4炭素代謝物（E4P））とジヒドロキシケトンリン酸（3炭素代謝物）をセドヘプツロース1,7-二リン酸に変換します。
このケトヘプトースは、酵素で触媒されたいくつかのステップによってリブロース1,5-二リン酸に変換されます。
リブロース1,5-二リン酸は、カルビン回路の開始代謝物です。さらに、セドヘプツロース7-リン酸（S7P）生合成は、すべての生物に存在する経路であるペントースリン酸経路で行われます。この場合、トランスケトラーゼの作用により、2つのリン酸ペントースがS7Pとグリセルアルデヒド-3-リン酸（GAP）に変換されます。
次に、トランスアルドラーゼとトランスケトラーゼによって触媒される2つのステップを介して、S7PとGAPがフルクトース-6-リン酸とGAPに変換されます。どちらも解糖の代謝産物です。
リポ多糖類（LPS）
ヘプトースは、細菌のカプセルのリポ多糖および多糖に存在します。腸内細菌科におけるLPSの構造モチーフは、β-（1®6）結合によって結合された2-アミノ-2-デオキシ-D-グルコースの二量体からなるリピドAで構成されています。2つのリン酸エステルと長鎖脂肪酸グループがあります。
リピドAは、グリコシド結合（2®7）で結合された3つの糖Kdoとケトデオキシオクタロソン酸のブリッジによって中央領域に結合されています。この領域は、L-グリセロ-D-マンノヘプトースヘプトースにリンクされており、アルファアノマー構成になっています。O抗原領域があります。
この構造モチーフは、大腸菌、クレブシエラ属、エルシニア属、シュードモナス属、サルモネラ属などのグラム陰性菌や他の病原菌に存在します。
オリゴ糖のピラノースの立体中心と、多糖の側鎖の立体配置の異なる構成を含むヘプトースのバリアントがあります。D-グリセロ-D-マンノ-ヘプトピラノシルは、Yersinia enterocolitica、Coxiella burnetti、Mannheimia haemolitica、Aeromonas hydrophila、およびVibrio salmonicidaに存在します。
ヘプトースD-グリセロ-D-マンノ-ヘプトースは、ProteusおよびHaemophilus influenzae株のLPSの外側領域に側鎖ユニットとして存在します。そして、Klebsiella pneumonie LPS構造モチーフにリンクされた、α-（1®3）またはα-（1®2）によってリンクされた短いオリゴマー側鎖として。
ビブリオコレラ菌株では、O-抗原性領域は両方のアノマー構成（アルファとベータ）のD-グリセロ-D-マンノヘプトースを持っています。
細菌の糖タンパク質
その表面層（S層）は、同じタンパク質サブユニットで構成されており、2次元の組織でカバーしています。それらはグラム陽性菌とグラム陰性菌および古細菌に見られます。この層のタンパク質には、多糖鎖によって伸長された糖ペプチドがあります。
グラム陽性菌であるAneurinibacillus thermoaerophilusの糖タンパク質は、二糖類（3）-Dglycero-β-D-mano-Hepp-（1®4）-α-L-Rhap-（1®）の繰り返し単位をS層に持っています。
糖タンパク質の機能の一つは接着です。たとえば、大腸菌株でオートトランスポータータンパク質（AIDA-I）として接着を測定した糖タンパク質があります。糖タンパク質の生合成は、ADPグリセロマンノヘプトースを必要とするヘプトシルトランスフェラーゼなどのグリコシルトランスフェラーゼによって起こります。
合成
化学合成および活性化ヘプトースリン酸とヘプトースヌクレオチドの化学的方法と酵素的方法の組み合わせにより、微生物がこれらの物質を生産するために使用する代謝経路を解明することが可能になりました。
多くの合成方法では、L-グリセロ-D-マンノヘプトースを合成するために6エピマーのマンノヘプトースを準備します。これらの方法は、グリニャール試薬を使用した、アノマー炭素またはアルデヒド基からの鎖の伸長に基づいています。グリコシル化は、アシル保護基の存在下で行われる。
このようにして、α-アノマー配置を維持するステレオコントロールがあります。アノマーチオグリコシドおよびトリクロロアセトイミデート誘導体は、ヘプトシルグループドナーとして機能します。より最近の手順は、β-ヘプトシドおよび6-デオキシ-ヘプトシド誘導体の選択的形成を含む。
活性化されたヘプトースヌクレオチドの生合成は、セドヘプツロース7-リン酸から始まり、D-グリセロ-D-マンノ-ヘプトース7-リン酸に変換されます。ホスホムターゼはアノマーリン酸ヘプトシルを形成することが提案されている。次に、ヘプトシルトランスフェラーゼは、ADP D-グリセロ-D-マンノヘプトースの形成を触媒します。
最後に、エピメラーゼは、ADP D-グリセロ-D-マンノヘプトースの構成をADP L-グリセロ-D-マンノヘプトースに変更します。
さらに、これらの酵素が触媒作用を発揮するメカニズムを明らかにするために、化学的研究が行われてきました。例えば、それらは酸化されてマナロン酸誘導体を与えるベンジル化ベンジルマンノピラノシドを使用する。
塩酸で処理すると、マナロン酸誘導体がジアゾケトンに変わります。リン酸ジアゾベンジルによる処理は、L-グリセロ-7-リン酸とD-グリセロ-7-リン酸の混合物を生成します。
参考文献
- Collins、PM2006。CD-ROMによる炭水化物の辞書。チャップマン&ホール/ CRC、ボカラトン。
- Cui、SW2005。食品の炭水化物：化学、物理的特性、および用途。CRCプレス、ボカラトン。
- Ferrier、RJ2000。炭水化物の化学：単糖、二糖、特定のオリゴ糖。ケンブリッジ王立化学協会。
- Hofstad、T.1974。バクテリア科におけるヘプトースと2-ケト-3-デオキシ-オクトネートの分布。Journal of General Microbiology、85、314–320
- Kosma、P。2008。細菌性ヘプトースの発生、合成、および生合成。Current Organic Chemistry、12、1021-1039。
- ネルソン、DL、コックス、MM2017。生化学のレーニンガー原理。WHフリーマン、ニューヨーク。
- Pigman、W.1957。炭水化物：化学、生化学、生理学。アカデミックプレス、ニューヨーク。
- Pigman、W.、Horton、D.1970。炭水化物：化学と生化学。アカデミックプレス、ニューヨーク。
- Sinnott、ML2007。炭水化物の化学と生化学の構造とメカニズム。ケンブリッジ王立化学協会。
- スティック、RV、ウィリアムズ、SJ2009。炭水化物：生命の本質的な分子。エルゼビア、アムステルダム。
- Voet、D.、Voet、JG、Pratt、CW2008。生化学の基礎-分子レベルでの生命。ワイリー、ホーボーケン。