Sokerit lääketieteessä

Samankaltaiset tiedostot
Sokerit lääketieteessä

BIOMOLEKYYLEJÄ. fruktoosi

KandiakatemiA Kandiklinikka

Elimistö puolustautuu

Elimistö puolustautuu

11. Elimistö puolustautuu

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Biopolymeerit. Biopolymeerit ovat kasveissa ja eläimissä esiintyviä polymeerejä.

GEENITEKNIIKAN PERUSASIOITA

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Miten rokottaminen suojaa yksilöä ja rokotuskattavuus väestöä Merit Melin Rokotusohjelmayksikkö

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

Biomolekyylit ja biomeerit

Etunimi: Henkilötunnus:

Biologian tehtävien vastaukset ja selitykset

Anatomia ja fysiologia 1

vauriotyypit Figure 5-17.mhc.restriktio 9/24/14 Autoimmuniteetti Kudosvaurion mekanismit Petteri Arstila Haartman-instituutti Patogeeniset mekanismit

Esim. ihminen koostuu 3,72 x solusta

Liikunta. Terve 1 ja 2

DNA:n informaation kulku, koostumus

Kuinka entsyymit toimivat?

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Ihmiskeho. Ruoansulatus. Jaana Ohtonen Kielikoulu/Språkskolan Haparanda. söndag 16 februari 14

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 4. Entsyymit ovat solun kemiallisia robotteja

Immuunijärjestelmän toimintamekanismit

Mutaatiot ovat muutoksia perimässä

Syövän synty. Esisyöpägeenit (proto-onkogeenit)

Pienryhmä 3 immuunipuolustus, ratkaisut

Vanilliini (karbonyyliyhdiste) Etikkahappo (karboksyyliyhdiste)

Urheilijan ravitsemus ja vastustuskyky - Valion tuotteet urheilijan ravitsemuksessa

IMMUNOLOGIAN PERUSTEET Haartman-instituutti

TARTUNTATAUDIT Ellen, Olli, Maria & Elina

Ruoansulatus ja suolisto

Tärkeimpien solutyyppien tunnistaminen kudosleikkeissä immunohistokemiallisilla värjäyksillä

Erilaisia soluja. Siittiösolu on ihmisen pienimpiä soluja. Tohvelieläin koostuu vain yhdestä solusta. Veren punasoluja

Käsitteitä. Hormones and the Endocrine System Hormonit ja sisäeritejärjestelmä. Sisäeriterauhanen

Hiilihydraatit. Hiilihydraatteja pilkkovia entsyymejä on elimistössä useita.

Lääkkeen vaikutukset. Lääkemuodot ja antotavat

22. Ihmiselimistön ulkoiset uhat

Ovatko MDR-mikrobit samanlaisia?

VESILIUKOISET VITAMIINIT

Biologia. Pakolliset kurssit. 1. Eliömaailma (BI1)

Amylaasi ja tärkkelyksen hydrolyysi Pauliina Lankinen, Antti Savin ja Sari Timonen

tulehduksellisten suolistosairauksien yhteydessä

Vastaa lyhyesti selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Sukunimi Etunimet Tehtävä 3 Pisteet / 20

Aineenvaihdunta: Ruuansulatus

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Laktoosi-intoleranssi ja laktoositon ruokavalio

Urheilijan Ravintovalmennus Materiaalit. #Makroajattelu. Viikko 1 / Moduuli 1

Verensiirtoa edeltävät sopivuustutkimukset ja niiden oikea ajoitus

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

7. MAKSA JA MUNUAISET

Drug targeting to tumors: Principles, pitfalls and (pre-) cilinical progress

Syöpä. Ihmisen keho muodostuu miljardeista soluista. Vaikka. EGF-kasvutekijä. reseptori. tuma. dna

REUMA JA SYDÄN KARI EKLUND HELSINGIN REUMAKESKUS

SSLY Kortisoni. Heikki Saaren-Seppälä, HYKS

Valio Oy LAKTOOSI-INTOLERANSSI JA LAKTOOSITON RUOKAVALIO

Proteiinin rakenteen selvittämisestä ja visualisoinnista

EPIONEN Kemia EPIONEN Kemia 2015

RAVINTO JA SUOLISTO. Fit4Life. Folasade A. Adebayo M.Sc., Doctoral Student Division of Nutrition University of Helsinki

LOPPUTENTTI

Väärin, Downin oireyhtymä johtuu ylimääräisestä kromosomista n.21 (trisomia) Geeni s. 93.

Laktoosi-intoleranssi ja laktoositon ruokavalio

Moniresistenttien bakteereiden aiheuttamat infektiot sairaalassa

Jonne Seppälä. Lectio praecursoria

A - soveltaminen B - ymmärtäminen C - tietäminen 1 - ehdottomasti osattava 2 - osattava hyvin 3 - erityisosaaminen

Adacolumn -hoito tulehduksellisten suolistosairauksien yhteydessä

Clinical impact of serum proteins on drug delivery Felix Kratz, Bakheet Elsadek Journal of Controlled Release 161 (2012)

PROTEIINIEN MUOKKAUS JA KULJETUS

Massaspektrometria ja kliiniset proteiinibiomarkkerit

Virukset Materiaalitieteiden Rakennusaineina Suomalainen Tiedeakatemia

Bioteknologian tutkinto-ohjelma Valintakoe Tehtävä 3 Pisteet / 30

GLYKOLYYSI! Glykolyyttinen metaboliareitti! LUENNON RAKENNE! ENERGIA HIILIHYDRAATEISTA. ATP:n ANAEROBINEN JA AEROBINEN UUDELLEENMUODOSTUS

ASEA. Maailman ensimmäinen ja ainoa redoxsignalointimolekyyli valmiste. Mitä ovat redoxsignalointimolekyylit?

Bakteereja tunnistetaan a) muodon perusteella:

Immuunipuutokset. Olli Vainio OY Diagnostiikan laitos OYS Kliinisen mikrobiologian laboratorio

Tehoja ravinnosta ravitsemus voiman kehittämisen tukena. Terve Urheilija -iltaseminaari Varalan urheiluopisto ETM, Anna Ojala

Mitä elämä on? Astrobiologian luento Kirsi

Päästä varpaisiin. Tehtävät. Ratkaisut. Päivitetty ISBN , , Sisällys (ratkaisut) Johdanto

Biomolekyylit 2. Nukleotidit, aminohapot ja proteiinit

30.11 Ravitsemusillan muistiinpanot

Näkökulmia kulmia palautumisesta

RUUANSULATUS. Enni Kaltiainen

Oluen valmistus. Heikki Eräsalo Laatupäällikkö Pyynikin käsityöläispanimo Oy

Luonnonmarjat ja kansanterveys. Raija Tahvonen MTT/BEL

Bioteknologian perustyökaluja

Moniresistenttien mikrobien näytteenotto

Kuva 1. Utaretulehdustilanteen kehitys

Kananmuna sisältää muun muassa D-vitamiina ja runsaasti proteiinia

PCR - tekniikka elintarvikeanalytiikassa

High Definition Body Lift selluliittigeeli

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 8. Solut tarvitsevat energiaa

Pakolliset kurssit (OL PDDLOPD%,,

Terveellistä ja turvallista ruokaa - palkokasveista

Hyvän vastauksen piirteet. Biolääketieteen valintakoe Maksimipisteet: 45

KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: BIOLOGIA (45 p) Valintakoe klo

Lataa Terve maksa - Marja Ruuti. Lataa

Transkriptio:

Sokerit lääketieteessä Risto Renkonen Haartman Instituutti, Helsingin yliopisto Syyskuu 2013 Johdanto GDP-mannose pathway GLUCOSE Golgi M1P M6P G6P Pentose phosphate pathway GDP-Man F6P GDP-Man Dol P-Man ER Synteesi Glycolysis Citrate cycle Energiaa 1

Sokerit energian lähteenä ja rakennusaineina - tärkkelys on glukoosin polymeeri - pilkkoutuu glukoosiksi, josta saadaan mm ATP:ta tai rakennuspalikoita Sokerien eli hiilihydraattien kaava: (CH 2 O) n Monosakkaridit ovat aldehydejä TAI ketoneja 2

Bakteerien soluseinässä - penisilliini (betalaktaami antibiootit) estävät peptidoglykaanin ristisidokset (= soluseinän synteesin) - ihmisiltä puuttuu tämä rakenne ja siksi antibiooteilla ei ole paljon suoria sivuvaikutuksia Sokeri-proteiini liitos kts esim lektiinit 3

Solujen tarttuminen toisiinsa sukupuu 4

Glykosiidisen sidoksen syntyminen Tavallinen pöytä sokeri - sukraasi entsyymi pilkkoo tämän 5

Maitosokeri - ongelmia tulee jos ei omaa laktaasia, joka purkaa sidoksen ja vapauttaa glukoosia - tutkitaan rasituskokeessa, jossa [gluc] tulisi kohota Estää monien hiiva- ja bakteerisolujen jäätymistä 6

Lineearisia glukoosin polymeerejä Ravinto: - ihmiset voivat käyttää tärkkelystä (starch) ravintona, koska meillä on amylaasi, joka pilkkoo entsymaatisesti glukoosit irti - sellulosaa emme osaa itse hajottaa, pilkkova entsyymi puuttuu - märehtijät voivat syödä heinää sillä niillä on ruoansulatuskanavassa cellulase entsyymejä tuottavia bakteereja Kitiini --GlcNacβ1,4GlcNAc-- lineaarinen polymeeri - luonnon yleisimpiä sokerirakenteita - selkärangattomat - äyriäiset, simpukat, kovakuoriaiset, jne 7

Haaroittuvia polymeerejä Glucosamineglucans, GAGs 8

Lipopolysakkaridi - LPS LPS rakenne Gram-negastiivisella bakteerilla (Salmonella) Sokeri-peptidi sidokset 2 9

N-linkatun sokerin core-rakenne N-linkatun sokeriketjun pidennys 10

N-linkatuilla sokereilla koristeltu glykoproteiini N-linkatun sokeriketjun synteesi ER:ssä 11

Synteesi O-linkatut: GalNAc liitetään entsyymillä seriini tai threoniini aminohappoon sokeriketjua voidaan kasvattaa suorana ja/ tai haaroittaa Sokereiden synteesi Golgissa GDP-Fucose GMP+ Pi α1,3-fucosyltransferase Sialyl lactosamine Sialyl Lewis x SAα2,3Galβ1,4GlcNAc SAα2,3Galβ1,4(Fucα1,3)GlcNAc 12

Sokereita biologiassa Nukleiinihapot, proteiinit ja sokerit ovat biopolymeereja Sokereiden erityispiirre on niiden rakenteiden monimuotoisuus: DNA:n neljästä nukleotidistä voidaan järjestää 64:llä eri tavalla kolmen nukleotidin ketju Neljästä monosakkaridista voidaan saada yli 10.000 erilaista kolmikkoa Sokeritutkimuksen ongelmat Yli 50% solujen pintaproteiineista on sokeroitu eli ne ovat glykoproteiineja Sokereita on ollut hyvin vaikea tutkia, 1990-luvulla tilanne alkoi nopeasti muuttua Kromatografialaitteet ovat kehittyneet nopeasti Ydinmagneettinen spektroskopia (NMR) sekä massaspektrometria ovat avanneet uusia mahdollisuuksia Ensimmäiset sokerirakenteiden synteesiin osallistuvat transferaasit kloonattiin jo 1980-l lopussa 13

Nuclear magnetic resonance (NMR) Massaspektrometrometria 1 200 mm KCl 27 918 (33.904) TOF MS ES+ 245.8783 100 301 % 0 463.1402 463.6413 396.4399 791.7853 246.8911 600.1174 513.2612 658.2913 925.1840 392.4337 396.9442 247.8866 579.0390 658.7628 724.5426 792.7969 925.2213 914.2244 963.2394 850 900 950 1000 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 m/z 14

Massaspektrometrometria 2 Glykoproteiinien tunnistus 15

16

17

Glykopeptidien analyysi N-432 ABO veriryhmä antigeenit ovat sokereita 18

Lektiinit Vicia cracca, (hiirenvirna) - 1948 HY:ssä löydettiin lektiinit - proteiineja, jotka tunnistavat ja sitovat vain tiettyä sokerirakennetta - ABO veriryhmä spesifit lektiinit 1990 nisäkäslektiinit eli selektiinit näillä keskeinen osuus solujen tarttumisessa toisiinsa Lektiineja ja niiden tunnistamia sokereita 19

Mitä glykoproteiinit tekevät? Esim. Neisseria ja Helicobacter naamioituvat" isäntää muistuttaviin sokereihin ja välttävät täten immunopuolustuksen Bakteerit, virukset ja parasiitit voivat kiinnittyä sokereilla isäntänsä soluihin - Terminaalinen sialihappo toimii reseptorina useiden virusten hemagglutiniineille - Limakalvoilla tietty sokerirakenne toimii spesifisen virtsatietulehdusten aiheuttajan eli E. colin reseptorina Influenza-virus tarttuu epiteeliin 20

Sokerit voivat modifioida proteiineja - auttavat proteiinien endoplastic reticulumissa (ER) tapahtuvassa laskostumisessa - calnexin-calreticulin reitti tunnistaa ja tuhoaa väärin sokeroidut ja laskostetut proteiinit - Sokerointi vaikuttaa monien hormonien ja sytokiinien aktiivisuuteen - HCG, N-linkatut sokerit tässä tärkeitä signaalin välitykselle soluun - EPO ja GM-CSF, N-linkattuja sokereita tarvitaan näiden sytokiinien tarttumiseen solun pinnan reseptoriin Fukoosi Oleellinen solujen välisissä interaktioissa Inflammaatioissa eli tulehduksissa infektioissa syöpäsolujen metastaasien muodostuksessa Myös osana ABO-veriryhmäantigeenien runkoa 21

Fukosyloitu glykaani sialyl Lewis x (slex) Neu5Acα2 3 Galβ1-4GlcNAc Fuc α1 3 SAα2,3Galβ1,4(Fucα1,3)GlcNAc Valkosolujen kierto Normaalisti valkosolut kiertävät verenkierrossa suurella nopeudella Valkosolut pääsevät tulehtuneeseen kudokseen tunkeutumalla verisuonen endoteelin läpi (ekstravasaatio) Normaalisti vain imusolmukkeissa tulehduspesäkkeissä tätä voi tapahtua missä elimessä tahansa 22

Valkosolujen siirtyminen kudoksiin Endoteelin (sulfo) slex lisääntyy voimakkaasti elinsiirteen hyljinnän alkaessa Vasta-aineita: - 2F3/ HECA-452 tunnistaa slex rakenteen MECA-79 tunnistaa sulfatoidun rakenteen - Mitä enemmän sulfo slex sokereita endoteelissa on sitä vakavampi tulehdusreaktio 23

Sokereita astmaatikon kehkojen verisuonten endoteelissä Astmapotilaan bronkusbiopsiassa on verisuonten endoteelissä sulfo slex sokeria normaali astma Tulehduksen suuntanumerot % suonista ilmentää slex sokereita Terve Tulehtunut 2F3/Heca452/Meca79 2F3/Heca452/Meca79 Iho 02-09-06 00-15-10 Sydän 00-00-00 25-35-35 Keuhkot 00-00-00 04-04-05 Suoli 03-08-01 12-15-12 Kilpirauh. 00-02-00 27-32-37 24

Valkosoluja tulehduspesäkkeessä a b Syöpäsolujen metastasointi Fukosyloidut sokerit ja selektiinit usein mukana metastaasien leviämisessä 25

Yhteenvetoa a = sokerit-lektiinit b = influenza virus tarttuu epiteelin glykoproteiineihin c = pertussis toksiini tarttuu glykolipideihin d = Helicobacter pylori voi tarttua moniin sokerirakenteisiin e = selektiinit välittää valkosolujen tarttumista 26