Globosides struktur, biosyntese, funksjoner og patologier



den globosides De er en type av sfingolipid som hører til den heterogene familien av glykosfingolipider og er karakterisert ved å ha i sin struktur en polar gruppe bestående av komplekse glykaner struktur bundet til et ceramid skjelletet med en glykosid-kobling B-.

De faller innenfor serien "ballong" av glykosfingolipider ved tilstedeværelsen av en sentral struktur av den generelle form Galα4Galβ4GlcβCer, og vanligvis nomenklaturen er basert på antallet og typen av sukkerrester av de polare hoder.

I motsetning til andre sfingolipider er globosider normale bestanddeler i cellemembranen til ikke-nervøse systemiske organer av mange pattedyr. For eksempel nyrene, tarmene, lungene, binyrene og erytrocytene.

Som alle membranlipider har globider viktige strukturelle funksjoner i dannelsen og bestilling av lipid-bilayere..

Imidlertid, og i motsetning til sine motstykker sure eller fosforylert, hvis funksjon globosides ikke er relatert til både produksjon av signalmolekyler, men snarere med deres deltagelse som en del av glykokonjugater i plasmamembranen.

index

  • 1 struktur
  • 2 Biosyntese
    • 2.1 Tilsetning av kompleksitet
  • 3 Beliggenhet
  • 4 funksjoner
  • 5 relaterte patologier
    • 5.1 Fabry sykdom
    • 5.2 Sandhoffs sykdom
  • 6 Referanser

struktur

De deler noen strukturelle og funksjonelle likheter med de andre medlemmene av gruppen glykosingolipider: cerebrosider, gangliosider og sulfatider; blant dem sammensetningen av hovedskjelettet og biprodukter av stoffskiftet.

Imidlertid globosides avvike fra sure glykosfingolipider (eksempel gangliosid) for lading av sine karbohydrat polare grupper, siden de er elektrisk nøytralt ved fysiologisk pH, noe som synes å ha sterke implikasjoner for dens funksjon som en del av den ekstracellulære matriks.

Disse polare hodegrupper vanligvis har mer enn to sukkermolekyler, blant disse er vanligvis D-glukose, D-galaktose og N-acetyl-D-galaktosamin, og i mindre grad og fukose N-acetylglucosamine.

Som tilfellet er med de andre sfingolipider, kan globosides være meget forskjellige molekyler, enten med tanke på flere kombinasjoner av fettsyrer som er festet til ryggraden sfingosin eller mulige variasjoner i oligosakkaridkjedene av den hydrofile andel.

biosyntesen

Ruten begynner med syntese av ceramid i endoplasmatisk retikulum (ER). Først dannes sfingosinskjelettet ved kondensasjon av et L-serin og et palmitoyl-CoA.

Ceramidet genereres senere ved virkningen av ceramidsyntase-enzymer, som kondenserer et annet molekyl av fettsyre-CoA med sfingosinskjelettet i karbonet i posisjon 2.

Selv i ER, kan ceramider produsert modifiseres ved å tilsette en galaktoserest å danne ceramider galakto (GalCer), eller kan i stedet bli fraktet til Golgi-komplekset ved virkningen av overføringsproteiner av ceramider (CERT ) eller ved hjelp av vesikulær transport.

I Golgi-komplekset kan ceramider glykosyleres for å produsere glukoseramider (GlcCer).

Tilsetning av kompleksitet

GlcCer er produsert på det cytosoliske ansiktet av tidlig Golgi. Det kan deretter transporteres til luminale siden av komplekset og deretter glykosyleres ved spesifikke glykosidase-enzymer som genererer mer komplekse glycosphingolipider..

De vanlige forløpere av alle glykosfosfolipider syntetiseres i Golgi-komplekset ved virkning av glykosyltransferaser fra GalCer eller GlcCer.

Disse enzymer overfører spesifikke karbohydrater fra passende nukleotidsukker: UDP-glukose, UDP-galaktose, CMP-sialinsyre, etc..

GlcCer når systemet passerer gjennom Golgi-vesikulært trafikken galactosylerte for å fremstille lactosylceramide (LacCer). LacCer er forgreningspunktet fra hvilken forløperne syntetiseres fra de andre glykosfingolipider, dvs. molekylet som mer nøytrale polare rester Deretter tilsettes sukker. Disse reaksjonene blir katalysert av spesifikke globidosidsyntaser.

plassering

Disse lipidene finnes hovedsakelig i humane vev. Som mange glycosphingolipider blir globose beriket på ytre siden av plasmamembranen til mange celler.

De er spesielt viktige i menneskelige erythrocytter, der de representerer den viktigste typen celleoverflate glykolipid.

Videre er de som nevnt ovenfor del av settet av glykokonjugater av plasmamembranene i mange ikke-nervøse organer, hovedsakelig nyrene..

funksjoner

Funksjonene til de globosides ennå ikke fullstendig forstått så langt, men det er kjent at noen arter øker proliferasjon og celle motilitet, i motsetning til inhibering av disse hendelsene forårsaket av noen gangliosider.

En glykosylert tetra globoside, den GB4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), virker på de stedsfølsom strukturelle forstyrrelser av erytrocytter gjenkjennelse under celleadhesjonsprosesser.

Nylige studier har bestemt involvering av Gb4 i aktiveringen av ERK-proteiner i karcinomcellelinjer, noe som kan bety deres deltagelse i tumorinitiering. Disse proteinene tilhører signalkaskaden av mitogenaktiverte proteinkinaser (MAPK), som består av elementene Raf, MEK og ERK.

Deltakelse har blitt rapportert som reseptorer for bakterielle toksiner Shiga-familien, nemlig globoside Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), også kjent som CD77, som uttrykkes på umodne B-celler; også som reseptorer for adhesjon faktor til HIV (gp120), og synes å ha betydning for visse kreft og andre sykdommer.

Relaterte patologier

Det finnes mange typer lipidose hos mennesker. Globosider og deres metabolske veier er relatert til to sykdommer spesielt: Fabry sykdom og Sandhoff sykdom.

Fabry sykdom

Det refererer til en arvelig systemisk lidelse knyttet til sex, sett for første gang hos pasienter med flere fiolle flekker i navlestrengområdet. Det påvirker organer som nyrer, hjerte, øyne, ekstremiteter, en del av gastrointestinale og nervesystemet.

Det er produktet av en metabolsk defekt i ceramid trihexosidase enzym som er ansvarlig for hydrolyse av trihexosiceramida, mellomstasjon nedbrytningen globosides og gangliosider, noe som resulterer i en akkumulering av disse glykolipidene i vev.

Sandhoff sykdom

Denne patologien ble opprinnelig beskrevet som en variant av Tay-Sachs sykdom, relatert til metabolismen av gangliosider, men dette presenterer også akkumulering av globidos i viskaret. Det er en arvelig forstyrrelse med autosomale recessive mønstre som gradvis ødelegger nevroner og ryggmargen.

Det har å gjøre med fraværet av A- og B-former av enzymet β-N-acetylheksosaminidase på grunn av mutasjoner i genet HEXB. Disse enzymene er ansvarlige for en av nedbrytningstrinnene i noen glykosingolipider.

referanser

  1. Bieberich, E. (2004). Integrasjon av glykosfosfolipidmetabolismen og cellefedebeslutninger i kreft og stamceller: Gjennomgang og hypotese. Glykokonjugat Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Enzymatisk Defekt i Fabrys sykdom. New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipider: syntese og funksjoner. FEBS Journal, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Hjerte sfingoglykolipider i Krabbe's globoidcelle leukodystrofi. Journal of Neurochemistry, jeg(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R., & Grant, C. W. M. (1997). Globoside som membranreceptor: En vurdering av oligosakkaridkommunikasjon med det hydrofobiske domene †. biokjemi, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Sphingolipid og glycosphingolipid metabolske veier i tiden med sphingolipidomics. Kjemiske anmeldelser, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J. A., & Hoe, J. (2012). Globosid fremmer aktivering av ERK ved interaksjon med epidermal vekstfaktorreseptor. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  USA Institutt for helse og menneskelige tjenester (2008). Genetikk Hjem Referanse Sandhoff sykdom. Hentet fra www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). En ny variant av Sandhoffs sykdom. Pediat. storfekjøtt., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., Og Ogiu, T. (1981). Sandhoff sykdom. Acta Pathol. JPN, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Polare lipider i kosmetikk: Nylige trender i utvinning, separasjon, analyse og hovedapplikasjoner. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Struktur av Main Globoside av Human Erythrocytes. Journal of Biochemistry, 52(3).