Mannonat

Mannonat, aldarik asit ailesine ait, mannoz türevi altı karbonlu bir şeker asididir. Mannozun oksitlenmiş bir formudur; burada C1 konumundaki aldehit grubu ve C6 konumundaki hidroksil grubu her ikisi de karboksilik asit gruplarına oksitlenmiştir. Mannonat çeşitli stereoizomerik formlarda bulunur; bunlardan D-mannonat en yaygın biyolojik olarak ilgili izomerdir. Bazı bitkilerde, alglerde ve mikroorganizmalarda doğal olarak bulunur ve burada çeşitli metabolik roller oynar.^[1]

Biyolojik Temel

Biyolojik sistemlerde mannonat, başlıca karbonhidrat metabolizmasında yer alan çeşitli metabolik yolların bir ara ürünüdür. D-mannozun oksidasyonundan, genellikle spesifik dehidrogenazlar tarafından katalize edilen enzimatik reaksiyonlar aracılığıyla oluşabilir. Örneğin, bazı mikroorganizmalarda D-mannonat, çeşitli karbonhidratların yıkımı veya biyosentezi yollarında yer alır. Ayrıca, D-glukuronat gibi diğer şeker asitleriyle epimerizasyon reaksiyonları aracılığıyla birbirine dönüştürülebilir. Mannonat, bazı bakteri ve mantarlar için bir karbon kaynağı olarak işlev görebilir, mikrobiyal beslenmedeki ve çevresel karbon döngüsündeki rolünü vurgular.^[2]İnsan metabolizmasındaki varlığı, diğer şeker asitleri kadar belirgin olmasa da, genellikle diyet bileşenlerinin işlenmesi veya bağırsak mikrobiyotasının aktivitesiyle ilişkilidir.

Klinik Önemi

Mannat, glikoz veya laktat gibi majör bir insan hastalığıyla doğrudan ilişkili olmasa da, metabolitleri veya ilişkili yolları klinik sonuçlara sahip olabilir. Mannat veya öncüllerinin/türevlerinin değişmiş seviyeleri, belirli metabolik dengesizlikler veya belirli diyet bileşenlerine maruz kalma için biyobelirteçler olarak hizmet edebilir. Örneğin, karbonhidrat işlemeyi içeren bazı doğuştan metabolizma hataları, teorik olarak mannat seviyelerini etkileyebilir. Mannat veya türevlerinin terapötik potansiyeline yönelik araştırmalar devam etmektedir; özellikle antimikrobiyal geliştirme gibi alanlarda veya potansiyel farmasötik kullanımları olan kompleks karbonhidratların sentezi için bir öncü olarak. Mikrobiyal bileşimi ve fonksiyonu etkileyebileceği insan bağırsak mikrobiyomundaki rolü de yükselen bir ilgi alanıdır.

Sosyal Önem

Mannonat, sosyal öneme esas olarak çeşitli endüstrilerdeki potansiyel uygulamaları sayesinde sahiptir. Doğal bir ürün ve bir şeker asidi olarak, gıda endüstrisinde potansiyel bir aroma verici veya koruyucu madde olarak ilgi görmektedir, ancak kullanımı diğer organik asitler kadar yaygın değildir. Kimya endüstrisinde mannonat, ilaçlar ve ince kimyasallar dahil olmak üzere daha karmaşık moleküllerin sentezi için kiral bir yapı taşı olarak hizmet edebilir. Bitki ve mikrobiyal metabolizmadaki varlığı, sürdürülebilir biyoproseslerin geliştirilmesi için biyoteknolojide bir araştırma konusu olmasını da sağlamaktadır. Mannonat’ın metabolizmasını anlamak, beslenme, sağlık ve endüstriyel yenilik üzerinde etkileri olan karbonhidrat biyokimyası hakkında daha geniş bir bilgiye katkıda bulunur.

Varyantlar

Genetik varyasyonlar, mannonat gibi çeşitli şekerlerin ve şeker asitlerinin işlenmesi ve sonuçları dahil olmak üzere, bir bireyin metabolik profilini etkilemede kritik bir rol oynar. Çeşitli genlerdeki birçok tek nükleotid polimorfizmi (SNP), metabolik düzenleme, hücresel sinyalizasyon ve inflamatuar yanıtlarla ilişkilidir; bu da mannonatı içeren yolları dolaylı veya doğrudan etkileyebilir. Mannose türevi olan mannonat, karbonhidrat metabolizmasının bir parçasıdır ve ilgili yollardaki düzensizlikler geniş sistemik etkilere sahip olabilir.

GCKR(Glukokinaz Regülatörü) gibi anahtar metabolik genler, genel karbonhidrat metabolizmasını önemli ölçüde etkileyen glikoz homeostazı için merkezi bir role sahiptir.GCKR genindeki rs1260326 ve rs780094 varyantları, değişmiş glukokinaz aktivitesi ile ilişkileri, karaciğer glikoz fosforilasyonu ve trigliserit seviyeleri üzerindeki etkileri açısından iyi incelenmiştir. Glukokinaz, karaciğer ve pankreatik beta hücrelerinde glikolizin ilk adımını düzenler, bu da bu varyantları daha geniş şeker işleme mekanizmasını etkileyerek mannonat metabolizması için önemli kılar. Benzer şekilde,rs76421877 varyantına sahip LPP (Lipoma-tercihli A proteini) geni, hücre adezyonu, migrasyonu ve lipit metabolizmasında rol oynayan bir proteini kodlar. LPPgenindeki değişiklikler, adipogenezi ve insülin sinyalizasyonunu etkileyebilir; bu yollar karbonhidrat kullanımıyla karmaşık bir şekilde bağlantılıdır ve dolayısıyla mannonatın metabolik kaderini veya etkisini modüle edebilir.

Diğer varyantlar, hücre sinyalizasyonu ve bağışıklıkta rol oynayan genleri etkiler. rs73640903 ile ilişkili PTPRD (Reseptör tipi tirozin-protein fosfataz delta), nöronal gelişim ve sinaptik fonksiyonda, aynı zamanda insülin sinyalizasyonu dahil olmak üzere metabolik düzenlemede rol oynar. Tirozin fosfatazların hücresel süreçler üzerindeki yaygın etkisi göz önüne alındığında, bu varyant mannonatla ilgili metabolik yolları etkileyebilir. rs234477 varyantına sahip NKAIN2(Na+/K+ ATPaz Etkileşen 2) geni, iyon taşınımı ve nöronal uyarılabilirlikte rol oynar, ancak mannonat için kesin metabolik etkileri daha az doğrudan olup, daha geniş hücresel enerji düzenlemesinden kaynaklanabilir. Genellikle bağışıklık yanıtları ve otoimmün hastalıklarla ilişkili olanFCRL3 (Fc Reseptör Benzeri 3) geni, inflamatuar yolları etkileyebilecek bir rs12087207 varyantına sahiptir. Kronik inflamasyon, metabolik homeostazı bozarak, mannonat dahil olmak üzere çeşitli metabolitlerin vücut tarafından işlenmesini potansiyel olarak etkileyebilir. Bu bölge ayrıca, karmaşık düzenleyici elementleri düşündüren bir psödogen olanVDAC1P9’u da içerir.

Son olarak, daha az doğrudan veya düzenleyici kapasitelerde rol oynayan genlerde bir dizi varyant bulunur. rs9552189 varyantını içeren CRYL1 (Kristalin Lambda 1), hücresel fonksiyon ve tanıma için temel bir süreç olan N-bağlı glikoproteinlerin sentezinde rol oynar. Glikozilasyon yollarındaki değişiklikler, mannonatın veya ilgili şekerlerinin nasıl işlendiğini veya kullanıldığını dolaylı olarak etkileyebilir. LINC02112 (rs77452564 ), KRT8P4 - PARAIL (rs143630047 ) ve ZMIZ1-AS1 (rs57308263 ) gibi kodlayıcı olmayan RNA genleri, uzun intergenik kodlayıcı olmayan RNA’ları veya antisens RNA’ları temsil eder. Bu moleküller, metabolizma, inflamasyon ve hücre çoğalması dahil olmak üzere geniş bir yelpazedeki hücresel süreçleri etkileyen gen ekspresyonunun kritik düzenleyicileridir. Bu düzenleyici RNA’lardaki varyasyonlar, hedef genlerin değişmiş ekspresyonuna yol açabilir, potansiyel olarak mannonatla ilgili metabolik enzimleri veya taşıyıcıları etkileyebilir. rs139268631 varyantına sahip AJAP1(Adherens Bağlantı İlişkili Protein 1) geni, hücre adezyonu ve sitoskeletal organizasyonda rol oynar ve mannonat metabolizması ile doğrudan bağlantısı hemen açık olmasa da, temel hücresel süreçler genellikle metabolik durumlarla birbirine bağlıdır.

Önemli Varyantlar

RS ID	Gen	İlişkili Özellikler
rs1260326 rs780094	GCKR	urate measurement total blood protein measurement serum albumin amount coronary artery calcification lipid measurement
rs9552189	CRYL1	mannonate measurement
rs77452564	LINC02112	1,5 anhydroglucitol measurement mannonate measurement
rs143630047	KRT8P4 - PARAIL	mannonate measurement
rs73640903	PTPRD	mannonate measurement
rs76421877	LPP	mannonate measurement
rs234477	NKAIN2	mannonate measurement
rs12087207	FCRL3 - VDAC1P9	mannonate measurement
rs139268631	AJAP1	mannonate measurement
rs57308263	ZMIZ1-AS1	mannonate measurement

References

[1] Lehninger, Albert L., et al. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th ed., W. H. Freeman, 2017.

[2] Voet, Donald, et al. Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level. 5th ed., Wiley, 2016.