Manosa
Manosa es un monómero de azúcar de la serie de carbohidratos de la aldohexosa. Es un epímero C-2 de la glucosa. La manosa es importante en el metabolismo humano, especialmente en la glicosilación de ciertas proteínas. Varios trastornos congénitos de la glicosilación están asociados con mutaciones en enzimas implicadas en el metabolismo de la manosa.
La manosa no es un nutriente esencial; puede producirse en el cuerpo humano a partir de la glucosa o convertirse en glucosa. La manosa proporciona de 2 a 5 kcal/g. Se excreta parcialmente en la orina.
Etimología
La raíz de "manosa" y "manitol" es el maná, que la Biblia describe como el alimento suministrado a los israelitas durante su viaje por la región del Sinaí. Varios árboles y arbustos pueden producir una sustancia llamada maná, como el "árbol de maná" (Fraxinus ornus) de cuyas secreciones se aisló originalmente el manitol.
Estructura
La manosa existe comúnmente como dos anillos de diferentes tamaños, la forma de piranosa (seis miembros) y la forma de furanosa (cinco miembros). Cada cierre de anillo puede tener una configuración alfa o beta en la posición anomérica. El producto químico experimenta isomerización rápidamente entre estas cuatro formas.
 α-D- Mannofuranose | |
 α-D- Mannopyranose 67% |  β-D- Mannopyranose 33% |
Metabolismo
Si bien se cree que gran parte de la manosa utilizada en la glicosilación se deriva de la glucosa, en células de hepatoma cultivadas (células cancerosas del hígado), la mayor parte de la manosa para la biosíntesis de glicoproteínas proviene de la manosa extracelular, no de la glucosa. Muchas de las glicoproteínas producidas en el hígado se secretan en el torrente sanguíneo, por lo que la manosa de la dieta se distribuye por todo el cuerpo.
La manosa está presente en numerosos glicoconjugados, incluida la glicosilación de proteínas ligada a N. La C-manosilación también es abundante y se puede encontrar en regiones similares al colágeno.
La digestión de muchos polisacáridos y glicoproteínas produce manosa, que es fosforilada por la hexoquinasa para generar manosa-6-fosfato. La manosa-6-fosfato se convierte en fructosa-6-fosfato por la enzima fosfomanosa isomerasa y luego entra en la vía glucolítica o se convierte en glucosa-6-fosfato por la vía gluconeogénica de los hepatocitos.
La manosa es un monosacárido dominante en la glicosilación ligada a N, que es una modificación postraduccional de las proteínas. Se inicia mediante la transferencia en bloque en Glc3Man9GlcNAc2 a glicoproteínas nacientes en el retículo endoplásmico de manera cotraduccional a medida que la proteína ingresa a través del sistema de transporte. La glucosa se hidroliza en la proteína completamente plegada y los restos de manosa se hidrolizan mediante manosidasas residentes en ER y Golgi. Por lo general, las glicoproteínas humanas maduras solo contienen tres residuos de manosa enterrados bajo modificación secuencial por GlcNAc, galactosa y ácido siálico. Esto es importante, ya que el sistema inmunitario innato de los mamíferos está preparado para reconocer los residuos de manosa expuestos. Esta actividad se debe a la prevalencia de residuos de manosa, en forma de mananos, en las superficies de las levaduras. El virus de la inmunodeficiencia humana muestra una cantidad considerable de residuos de manosa debido a la estrecha agrupación de glicanos en su pico viral. Estos residuos de manosa son el objetivo de los anticuerpos ampliamente neutralizantes.
Biotecnología
Las proteínas recombinantes producidas en la levadura pueden estar sujetas a la adición de manosa en patrones diferentes a los utilizados por las células de mamíferos. Esta diferencia en las proteínas recombinantes de las que normalmente se producen en los organismos de los mamíferos puede influir en la eficacia de las vacunas.
Formación
La manosa se puede formar por oxidación del manitol.
También se puede formar a partir de glucosa en la transformación de Lobry de Bruyn-van Ekenstein.
Usos
La manosa (D-manosa) se usa como suplemento dietético para prevenir infecciones recurrentes del tracto urinario (ITU). A partir de 2022, una revisión encontró que tomar manosa era tan eficaz como los antibióticos para prevenir las IU, mientras que otra revisión encontró que la calidad de los ensayos clínicos era demasiado baja para permitir conclusiones acerca del uso de D‐manosa para prevenir o tratar las IU.
Configuración
La manguera difiere de la glucosa por la inversión del centro C-2 chiral. Mannose muestra un 4C1{displaystyle ^{4}C_{1} pucker en la forma de anillo de solución. Este simple cambio conduce a la bioquímica drásticamente diferente de los dos hexoses. Este cambio tiene el mismo efecto en los otros aldohexoses, también.
Manosa PTS permeasa
El sistema de fosfotransferasa transportadora de azúcar dependiente de PEP transporta y fosforila simultáneamente sus sustratos de azúcar. La permeasa de manosa XYZ es un miembro de la familia, y las bacterias utilizan este método distintivo para la absorción de azúcar, particularmente hexosas exógenas en el caso de manosa XYZ para liberar los ésteres de fosfato en el citoplasma celular en preparación para el metabolismo principalmente a través de la ruta de la glucólisis. El complejo transportador MANXYZ también está involucrado en la infección de E. coli por el bacteriófago lambda, siendo suficientes las subunidades ManY y ManZ para una infección adecuada del fago lambda. MANXYZ posee cuatro dominios en tres cadenas polipeptídicas; ManX, ManY y ManZ. La subunidad ManX forma un homodímero que se localiza en el lado citoplasmático de la membrana. ManX contiene dos dominios IIA y IIB unidos por un péptido bisagra con cada dominio que contiene un sitio de fosforilación y la transferencia de fosforilo ocurre entre ambas subunidades. ManX puede estar unido a la membrana o no. Las subunidades ManY y ManNZ son proteínas de membrana integrales hidrofóbicas con seis y una llave helicoidal alfa transmembrana. El grupo fosforilo de PEP se transfiere al azúcar importado a través de la Enzima 1, portador de fosfato de proteína de histidina, y luego a las subunidades ManX, ManY y ManZ del complejo de transporte ManXYZ, que fosforila el azúcar de hexosa entrante, creando una hexosa-6- fosfato.