Globosidien rakenne, biosynteesi, toiminnot ja patologiat



globosides ovat eräänlainen sfingolipidejä, jotka kuuluvat glykosfingolipidien heterogeeniseen perheeseen, ja niille on tunnusomaista, että niiden rakenteissa on polaarinen ryhmä, joka koostuu kompleksirakenteen glykaaneista, jotka on kytketty ceramidirunkoon B-glykosidisidoksella.

Ne luokitellaan glykosfingolipidien "ilmapallosarjaan" yleisen muodon Galα4Galβ4GlcβCer keskirakenteen läsnä ollessa, ja yleensä niiden nimikkeistö perustuu polaaristen päiden sokeristen jäännösten lukumäärään ja tyyppiin.

Toisin kuin muut sfingolipidit, globosidit ovat tavallisia ainesosia monien nisäkkäiden ei-hermostollisten elinten solukalvoissa. Esimerkiksi munuaiset, suolet, keuhkot, lisämunuaiset ja erytrosyytit.

Kuten kaikilla kalvojen lipideillä, globideilla on tärkeitä rakenteellisia toimintoja lipidikaksokerrosten muodostamisessa ja järjestämisessä..

Toisin kuin niiden happamat tai fosforyloidut vastakappaleet, pallomaisen rooli ei kuitenkaan liity signalointimolekyylien tuotantoon, vaan pikemminkin niiden osallistumiseen glukokonjugaatteihin plasmamembraanissa..

indeksi

  • 1 Rakenne
  • 2 Biosynteesi
    • 2.1 Monimutkaisuuden lisääminen
  • 3 Sijainti
  • 4 Toiminnot
  • 5 Aiheeseen liittyvät patologiat
    • 5.1 Fabryn tauti
    • 5.2 Sandhoffin tauti
  • 6 Viitteet

rakenne

Niillä on joitakin rakenteellisia ja toiminnallisia yhtäläisyyksiä muiden glykosfingolipidien ryhmän jäsenten kanssa: cerebrosidit, gangliosidit ja sulfatidit; niiden joukossa on tärkein luuranko ja sen aineenvaihdunnan sivutuotteet.

Globosidit eroavat kuitenkin happamista glykosfingolipideistä (kuten gangliosideista) niiden hiilihydraattipolaaristen ryhmien varauksen suhteen, koska ne ovat neutraaleja sähköisesti fysiologisessa pH: ssa, mikä näyttää vaikuttavan voimakkaasti niiden funktioihin solunulkoisen matriisin osana..

Näissä polaarisissa pääryhmissä on tavallisesti enemmän kuin kaksi sokerimolekyyliä, joiden joukossa ovat yleensä D-glukoosi, D-galaktoosi ja N-asetyyli-D-galaktosamiini, ja vähemmässä määrin fukoosi ja N-asetyyliglukosamiini.

Kuten muutkin sfingolipidit, globosidit voivat olla hyvin erilaisia ​​molekyylejä, joko ottamalla huomioon sfingosiinirunkoon kiinnittyneiden rasvahappojen moninkertaiset yhdistelmät tai hydrofiilisen osan oligosakkaridiketjujen mahdolliset vaihtelut.

biosynteesiä

Reitti alkaa ceramidin synteesistä endoplasmisessa retikulumissa (ER). Ensin sfingosiinirunko muodostetaan kondensoimalla L-seriini ja palmitoyyli-CoA.

Ceramidi muodostuu myöhemmin seramidiaminaasien entsyymien vaikutuksesta, jotka kondensoivat toisen rasvahappomolekyylin CoS: n kanssa sfingosiinirunkoon aseman 2 hiilessä.

Jopa ER: ssä tuotetut ceramidit voidaan modifioida lisäämällä galaktoositähteitä galakto-ceramidien (GalCer) muodostamiseksi, tai ne voidaan sen sijaan kuljettaa Golgi-kompleksiin tai ceramidisiirtoproteiinien (CERT) vaikutuksesta. ) tai vesikulaarisen kuljetuksen avulla.

Golgin kompleksissa ceramidit voidaan glykosyloida glukoosamidien tuottamiseksi (GlcCer).

Monimutkaisuuden lisääminen

GlcCer on tuotettu varhaisen Golgin sytosoliseen kasvoon. Sitten se voidaan kuljettaa kompleksin luminaaliselle puolelle ja sen jälkeen glykosyloida spesifisillä glykosidaasientsyymeillä, jotka tuottavat monimutkaisempia glykosfingolipidejä..

Kaikkien glykosfingolipidien yleiset prekursorit syntetisoidaan Golgin kompleksissa GalCer: n tai GlcCerin glykosyylitransferaasien vaikutuksesta..

Nämä entsyymit siirtävät spesifisiä hiilihydraatteja sopivista nukleotidisokereista: UDP-glukoosi, UDP-galaktoosi, CMP-siaalihappo jne..

Kun GlcCer kulkee Golgin vesikulaarisen liikennejärjestelmän läpi, se galaktosyloidaan laktosyylikeramidin (LacCer) tuottamiseksi. LacCer on haarapiste, josta syntetisoidaan muiden glykosfingolipidien prekursorit, eli molekyyli, johon lisätään myöhemmin neutraaleja polaarisia sokereita. Nämä reaktiot katalysoidaan spesifisillä globidosidisyntaaseilla.

sijainti

Nämä lipidit löytyvät pääasiassa ihmisen kudoksista. Kuten monet glykosfingolipidit, globoosi rikastuvat monien solujen plasmamembraanin ulkopinnalle.

Ne ovat erityisen tärkeitä ihmisen erytrosyyteissä, joissa ne edustavat solun pinnan glykolipidin päätyyppiä.

Lisäksi, kuten edellä on todettu, ne ovat osa monien hermostojen, pääasiassa munuais- ten, plasmamembraanien glykokonjugaattien joukkoa..

tehtävät

Globosidien funktioita ei ole toistaiseksi täysin selvitetty, mutta tiedetään, että jotkut lajit lisäävät solujen lisääntymistä ja liikkuvuutta, toisin kuin joidenkin gangliosidien aiheuttamat näiden tapahtumien estäminen.

Glykosyloitu tetra-globosidi, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), toimii paikallisherkässä erytrosyyttien häiriöiden tunnistamisessa solujen adheesioprosessien aikana.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat määrittäneet Gb4: n osallistumisen ERK-proteiinien aktivoitumiseen karsinoomasolulinjoissa, mikä voi merkitä niiden osallistumista tuumorien aloittamiseen. Nämä proteiinit kuuluvat mitogeeniaktivoitujen proteiinikinaasien (MAPK) signalointikaskadiin, joka koostuu elementeistä Raf, MEK ja ERK.

Sen osallistuminen on raportoitu reseptoreina joidenkin Shiga-perheen bakteerimyrkkyjen, erityisesti Gb3-huokosen (Galα4Galβ4GlcβCer), tunnetaan myös nimellä CD77, kehittymisenä epäkypsissä B-soluissa; myös HIV-tarttumistekijän (gp120) reseptoreina ja vaikuttavat vaikuttavan tiettyihin syöpätyyppeihin ja muihin sairauksiin.

Liittyvät patologiat

Ihmisillä on lukuisia lipidoosityyppejä. Globosidit ja niiden metaboliset reitit liittyvät erityisesti kahteen sairauteen: Fabryn tauti ja Sandhoffin tauti.

Fabryn tauti

Se viittaa sukupuoleen liittyvään perinnölliseen systeemiseen häiriöön, jota nähdään ensimmäistä kertaa potilailla, joilla on useita violettisia kohtia napanuorassa. Se vaikuttaa elimiin, kuten munuaisiin, sydämeen, silmiin, raajoihin, osaan ruoansulatuskanavan ja hermostoon..

Se on aineenvaihduntahäiriö, joka on peräisin seramiditriheksosidaasin entsyymistä, joka on vastuussa triheksosiceramidin hydrolyysistä, joka on globidien ja gangliosidien katabolian välittäjä, joka aiheuttaa näiden glykolipidien kertymisen kudoksiin.

Sandhoffin tauti

Tätä patologiaa kuvattiin aluksi Tay-Sachs-taudin muunnoksena, joka liittyy gangliosidien metaboliaan, mutta tämä osoittaa myös globidojen kerääntymisen sisäelimiin. Se on perinnöllinen häiriö, jossa on autosomaalisia resessiivisiä kuvioita, jotka tuhoavat asteittain neuroneja ja selkäydintä.

Se liittyy β-entsyymin A- ja B-muotojen puuttumiseen-N-asetyyliheksosaminidaasi geenin mutaatioiden vuoksi HEXB. Nämä entsyymit ovat vastuussa eräiden joidenkin glykosfingolipidien hajoamisvaiheista.

viittaukset

  1. Bieberich, E. (2004). Glukosfingolipidiaineenvaihdunnan ja solujen kohtalokkaiden päätösten integrointi syöpään ja kantasoluihin: Review and Hypothesis. Glycoconjugate Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Entsymaattinen vika Fabryn taudissa. New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glykosfingolipidit: synteesi ja toiminnot. FEBS-lehti, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y. & Suzuki, K. (1971). Aivojen sfingoglykolipidit Krabbe: n globoidisolujen leukodystrofiassa. Journal of Neurochemistry, minä(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R. ja Grant, C. W. M. (1997). Globosidi kalvon reseptorina: Oligosakkaridiviestinnän huomioiminen hydrofobisen domeenin kanssa †. biokemia, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Sfingolipidi- ja glykosfingolipidi-metaboliset reitit sfingolipidomiikan aikakaudella. Kemialliset arviot, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J. A., & Hoe, J. (2012). Globosidi edistää ERK: n aktivoitumista vuorovaikutuksessa epidermisen kasvutekijäreseptorin kanssa. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  USA Terveyden ja henkilöstön laitos (2008). Genetics Home Reference Sandhoffin tauti. Haettu osoitteesta www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J. & Tibbles, J. (1974). Uusi variantti Sandhoffin taudista. Pediat. naudanliha., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y. & Ogiu, T. (1981). Sandhoffin tauti. Acta Pathol. JPN, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Polaariset lipidit kosmetiikassa: uutiset, erottelu, analysointi ja tärkeimmät sovellukset. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Ihmisen erytrosyyttien pää Globosidin rakenne. The Journal of Biochemistry, 52(3).