Glukolipider klassifisering, struktur og funksjoner



den glykolipider de er membranlipider med karbohydrater i deres polarhovedgrupper. De presenterer den mest asymmetriske fordeling mellom membranlipider, siden de er funnet utelukkende i det ytre monolag av cellemembraner, som er spesielt rikelig i plasmamembranen.

Som de fleste av membranlipider, glykolipider har en hydrofob region sammensatt av apolare hydrokarbonhaler, og et hode eller polar region, som kan bestå av forskjellige typer molekyler, avhengig av glykolipid aktuelle.

Glykolipidene kan finnes i encellede organismer som bakterier og gjær, så vel som i organismer som er komplekse som dyr og planter.

I dyreceller er glykolipider hovedsakelig sammensatt av et sfingosinskjelett, mens de to vanligste i planter samsvarer med diglyserider og sulfonsyrederivater. I bakterier er det glykosylglycerider og derivater av acylerte sukkerarter.

I planter er glykolipider konsentrert i kloroplastiske membraner, mens hos dyr er de rikelig i plasmamembranen. Sammen med glykoproteiner og proteoglykaner er glykolipider en viktig del av glykoksyx, noe som er avgjørende for mange cellulære prosesser.

Glykolipider, spesielt de av dyreceller, har en tendens til å knytte seg til hverandre gjennom hydrogenbindinger mellom karbohydratdelene og van der Waals-styrker mellom deres fettsyrekæder. Disse lipidene er tilstede i membranstrukturer kjent som lipidflåter, som har flere funksjoner.

Funksjonene til glykolipidene er flere, men i eukaryoter er deres plassering på utsiden av plasmamembranen relevant fra flere synsvinkler, spesielt i prosesser for kommunikasjon, vedheft og celledifferensiering.

index

  • 1 Klassifisering
    • 1.1 Glykoglycerolipid
    • 1.2 Glycosphingolipider
    • 1,3 Glucofosfatidilinositoler
  • 2 struktur
    • 2.1 Glykoglycerolipider
    • 2.2 Glycosphingolipider
    • 2.3 Glucofosfatidilinositoler
    • 2.4 Plante glykolipider
    • 2,5 bakterielle glykolipider
  • 3 funksjoner
  • 4 referanser

klassifisering

Glykolipider er glykokonjugater danner en meget heterogen gruppe av molekyler, hvis fellestrekk er tilstedeværelsen av sukkerrester bundet glykosidisk til en hydrofob del, som kan være acyl glycerol, ceramid eller prenyl fosfat.

Dens klassifisering er basert på molekylære skjelettet som er broen mellom de hydrofobe og polare områdene. Så, avhengig av identiteten til denne gruppen har vi:

Glicoglicerolípido

Disse glykolipidene, som glycerolipider, har et skjelettdiacylglyserol eller monoalkyl-monoacylglyserol til hvilket sukkerrester er forbundet med glykosidbindinger.

Glykoglycerolipider er relativt ensartede i forhold til karbohydratsammensetningen, og galaktose- eller glukoserester kan bli funnet i deres struktur, hvorfra deres hovedklassifisering er avledet, nemlig:

  • Galacto glycerolipider: De har galaktosrester i karbohydratpartiet. Den hydrofobe regionen består av et diacylglycerol- eller alkylacylglycerolmolekyl.
  • Glycerolglykosider: Disse har glukoserester i deres polarhodet, og den hydrofobe regionen er kun sammensatt av alkyl-acylglyserol.
  • Sulfo glycerolipider: Være galakto eller gluko glycerolipids eller glycerolipids med karbonatomene bundet til sulfatgrupper, noe som gir dem den egenskap "sure" og skiller seg fra nøytral glycoglycerolipids (galacto- og gluko glycerolipids).

glucosphingolipids

Disse lipidene har som molekyl "skjelett" en del av ceramid som kan ha forskjellige molekyler av fettsyrer festet.

De er svært variable lipider, ikke bare når det gjelder sammensetningen av deres hydrofobe kjeder, men også i forhold til karbohydratrester i deres polarhoder. De er rikelig i mange pattedyrsvev.

Dens klassifisering er basert på typen av substitusjon eller på identiteten til sakkariddelen, i stedet for på regionen som består av de hydrofobe kjedene. I henhold til typene substitusjon er klassifiseringen av disse sfingolipidene følgende:

Nøytral glycosphingolipider: de som inneholder i sakkarid-delen heksoser, N-acetilheksosaminer og metylpentoser.

Du sulfatidantistoffer: er glykosfosfolipidene som inneholder sulfatestere. De har en negativ ladning og er spesielt rikelig i myelinmantlene i hjerneceller. De vanligste har en galaktose rest.

gangliosid: også kjent som sialosilglykolipider, er de som inneholder sialinsyre, så de er også kjent som sure glykosingolipider.

Phosphoinositide-glykolipider: skjelettet består av fosforinositid-ceramider.

Glucofosfatidilinositoles

De er lipider som vanligvis anerkjent som stabile ankre for proteiner i lipid-bilaget. De legges post-translationally til den C-terminale enden av mange proteiner som vanligvis er funnet vendt mot det ytre ansiktet til cytoplasmisk membran.

De er sammensatt av et glukansenter, en fosfolipidhale og en fosforetanolamindel som binder dem sammen.

struktur

Glykolipidene kan ha sakkariddelene bundet til molekylet ved N- eller O-glykosidbindinger, og til og med gjennom ikke-glykosidiske bindinger, så som ester- eller amidbindingene.

Sakkariddelen er svært variabel, ikke bare i struktur men i sammensetning. Denne sakkariddelen kan være sammensatt av mono-, di-, oligo- eller polysakkarider av forskjellige typer. De kan ha aminosukker og til og med sure, enkle eller forgrenede sukkerarter.

Neste, en kort beskrivelse av den generelle strukturen i de tre hovedklassene av glykolipider:

glycoglycerolipids

Som nevnt tidligere, kan glykoglycerolipidene hos dyr ha galaktose eller glukose-rester, fosfatert eller ikke. Fettsyrekjedene i disse lipidene er mellom 16 og 20 karbonatomer.

I galaktoglycerolipidene oppstår foreningen mellom sukkeret og lipidskjelettet gjennom p-glukosidbindinger mellom C-1 av galaktosen og C-3 av glyserolen. De andre to karbonatomer av glyserol er enten forestret med fettsyrer eller C1 er erstattet av en alkylgruppe og C2 med en acylgruppe.

En enkelt galaktose rest observeres vanligvis, selv om eksistensen av digalaktoglycerolipider er blitt rapportert. Når det er en slufogalactoglicerolípido, er sulfatgruppen vanligvis i C-3 av galaktose-resten.

Glykoprotein-glykoproteinstrukturen er litt forskjellig, spesielt med hensyn til antall glukoserester som kan være opptil 8 rester forbundet sammen av a (1-6) type bindinger. Glukosemolekylet som fungerer som en bro til lipidskjelettet er knyttet til det med en a (1-3) binding.

I sulfoglukoglycerolipider binder sulfatgruppen til karbon i posisjon 6 av den terminale glukosestaten.

glucosphingolipids

Som de andre sfingolipidene, blir glycosphingolipider avledet fra en kondensert L-serin med en langkjedet fettsyre som danner en sfingoidbas kjent som sfingosin. Når karbon 2 av sfingosin binder en annen fettsyre, produseres et ceramid, som er fellesgrunnlaget for alle sfingolipider..

Avhengig av typen av sfingolipid disse er sammensatt av rester av D-glukose, D-galaktose, N-acetyl-D-galaktosamin og N - acetylglukosamin og sialsyre. Gangliosider er kanskje den mest varierte og komplekse når det gjelder grener av oligosakkaridkjedene.

Glucofosfatidilinositoles

I disse glykolipidene kan restene av glukansenteret (glukosamin og mannose) modifiseres på forskjellige måter gjennom tilsetning av fosforetanolamingrupper og andre sukkerarter. Denne variasjonen gir en stor strukturell kompleksitet som er viktig for innsetting i membranen.

Plant glykolipider

Kloroplaster av mange alger og høyere planter er beriket med galaktoglycerolipider som har nøytrale egenskaper som ligner på cerebrosider hos dyr. Mono- og digalaktolipider er p-koblet til en diglyceriddel, mens sulfolipider er a-glukose-eneste derivater.

Bakterielle glykolipider

I bakterier, glykosylkomponentene glycerider er strukturelt lik animalske fosfoglyserider, men inneholder karbohydrat-bundet glykosylering i 3-stillingen av sn-1,2-diglycerid. Derivatene av acylerte sukkerarter inneholder ikke glyserol, men fettsyrer som er direkte knyttet til sukkerarter.

De vanligste sakkaridrester blant bakterielle glykolipider er galaktose, glukose og mannose.

funksjoner

I dyr, glykolipider har en viktig rolle i cellulær kommunikasjon, differensiering og proliferasjon, onkogenese, elektrisk frastøting (i tilfelle av polare glykolipider), celleadhesjon, etc..

Dens tilstedeværelse i mange av cellemembranene til dyr, planter og mikroorganismer står for sin viktige funksjon, som er særlig relatert til egenskapene til multifunksjonelle lipidflåter.

Karbohydratpartiet av glykosfosfolipidene er en determinant av antigeniciteten og immunogeniciteten til cellene som bærer den. Det kan være involvert i intercellulære anerkjennelsesprosesser, så vel som i cellulære "sosiale" aktiviteter.

Galaktoglycerolipidene i planter, gitt deres relative overflod i plantemembraner, har en viktig funksjon i etableringen av membranets egenskaper som stabilitet og funksjonell aktivitet av mange membranproteiner.

Funksjonen av glykolipider i bakterier er også mangfoldig. Noen av glykoglycerolipidene kreves for å forbedre stabiliteten til dobbeltlaget. også de tjener som forløpere for andre membrankomponenter, og også understøtte vekst i anoksi eller fosfat mangel.

GPI ankere eller glucosidilfosfatidilinositoles er også til stede i de lipid flåter, deltar i signaloverføring i patogenesen til mange parasittiske mikroorganismer og orientering av den apikale membran.

Det kan sies da at de generelle funksjoner av glykolipider, i både planter og dyr og bakterier, svarende til etablering av stabilitet og fluiditet av membranen; deltakelse i spesifikke lipid-protein-interaksjoner og cellegenkjenning.

referanser

1. Abdel-mawgoud, A. M., & Stephanopoulos, G. (2017). Enkle glykolipider av mikrober: Kjemi, biologisk aktivitet og metabolsk prosjektering. Syntetisk og systembioteknologi, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molekylærbiologi av cellen (6. utgave). New York: Garland Science.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Syntese av glykolipider. Karbohydratforskning, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Plante membran lipider. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y. U. N. H., & Slomiany, A. (1987). Animal glykoglycerolipider. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., & Dormann, P. (2007). Struktur og funksjon av glykoglycerolipider i planter og bakterier. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Biosyntese og biologisk funksjon av sulfoglykolipider. Proc. JPN. Acad. Ser. B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipid Biochemistry. (D. Hanahan, Ed.), Handbook of Lipid Research 3 (1. ed.).
9. Koynova, R., & Caffrey, M. (1994). Faser og faseoverganger av glykoglycerolipidene. Kjemi og fysikk av lipider, 69, 181-207.
10. Law, J. (1960). Glykolipider. Årlige vurderinger, 29, 131-150.
11. Paulick, M. G., & Bertozzi, C.R. (2008). Glykosylfosfatidylinositolanker: En kompleks membranforankring. Biochemistry, 47, 6991-7000.