Globosides struktur, biosyntes, funktioner och patologier



den globosides De är en typ av sfingolipid tillhör den heterogena familjen av glykosfingolipider och kännetecknas av att ha i sin struktur en polär grupp som består av komplex struktur glykaner bundna till en ceramid huvudkedjan genom en glykosidisk länk B-.

De faller inom serien "ballongen" av glykosfingolipider genom närvaron av en central struktur med den allmänna formen Galα4Galβ4GlcβCer, och i allmänhet nomenklatur är baserad på antalet och typen av sockerrester av de polära huvudena.

Till skillnad från andra sfingolipider, de globosides är normala beståndsdelar i cellmembranen hos många däggdjurs nervösa inga systemiska organ. Till exempel njurarna, tarmarna, lungorna, binjurarna och erytrocyterna.

Liksom alla membranlipider har globider viktiga strukturella funktioner vid bildandet och ordningen av lipid-bilayers..

Emellertid, och till skillnad från sina motsvarigheter sura eller fosforylerade, vars funktion globosides inte relaterad till både produktion av signalmolekyler, utan snarare med deras deltagande som en del av glykokonjugat i plasmamembranet.

index

  • 1 struktur
  • 2 Biosyntes
    • 2.1 Tillägg av komplexitet
  • 3 Läge
  • 4 funktioner
  • 5 relaterade patologier
    • 5,1 Fabrysjukdom
    • 5.2 Sandhoffs sjukdom
  • 6 referenser

struktur

De delar vissa strukturella och funktionella likheter med de övriga medlemmarna i gruppen glykosfosfolipider: cerebrosider, gangliosider och sulfatider; bland dem kompositionen av huvudskelettet och biprodukterna av dess metabolism.

Emellertid globosides skiljer från sura glykosfingolipider (som gangliosid) för laddning deras kolhydrat polära grupper, eftersom de är elektriskt neutrala vid fysiologiskt pH, vilket verkar ha stora konsekvenser för dess funktion som en del av den extracellulära matrisen.

Dessa polära huvudgrupper har typiskt mer än två sockermolekyler, bland vilka är allmänt D-glukos, D-galaktos och N-acetyl-D-galaktosamin, och i mindre utsträckning fukos och N-acetylglukosamin.

Såsom är fallet med de andra sfingolipider, kan de globosides vara mycket olika molekyler, antingen med beaktande av de flera kombinationer av fettsyror bundna till ryggraden i sfingosin eller möjliga variationer i oligosackaridkedjorna hos den hydrofila delen.

biosyntes

Ruten börjar med syntesen av ceramid i endoplasmatisk retikulum (ER). Först bildas sfingosinskelettet genom kondensation av en L-serin och en palmitoyl-CoA.

Ceramiden genereras senare genom verkan av ceramidsyntas-enzymerna, vilka kondenserar en annan molekyl av fettsyra-CoA med sfingosinskelettet i kolet i position 2.

Även i ER kan ceramider produceras modifieras genom tillsats av en galaktosrest för att bilda ceramider galakto (GalCer), eller i stället kan transporteras till Golgi-komplexet genom inverkan av överföringsproteiner av ceramider (CERT ) eller med hjälp av vesikulär transport.

I Golgi-komplexet kan ceramider glykosyleras för att framställa glukoceramider (GlcCer).

Tillägg av komplexitet

GlcCer produceras på cytosoliskt ansikte av tidigt Golgi. Det kan därefter transporteras till komplexets luminala sida och därefter glykosyleras av specifika glykosidasenzymer som genererar mer komplexa glykosingolipider..

De gemensamma prekursorerna av alla glykosfosolipider syntetiseras i Golgi-komplexet genom verkan av glykosyltransferaser från GalCer eller GlcCer.

Dessa enzymer överför specifika kolhydrater från lämpliga nukleotidsockerarter: UDP-glukos, UDP-galaktos, CMP-sialinsyra etc..

När GlcCer passerar genom Golgi vesikulärt trafiksystem galaktosyleras det för att producera laktosylceramid (LacCer). LacCer är förgreningspunkten från vilken prekursorerna syntetiseras från de andra glykosfingolipider, det vill säga molekylen som mer neutrala polära rester tillsätts därefter sockerarter. Dessa reaktioner katalyseras av specifika globidosidsyntaser.

plats

Dessa lipider finns huvudsakligen i mänskliga vävnader. Liksom många glykosfosfolipider berikas globos på utsidan av plasmamembranet hos många celler.

De är särskilt viktiga i humana erytrocyter, där de representerar den huvudsakliga typen av cellytglykolipid.

Dessutom, såsom noterats ovan, de är en del av uppsättningen av glykokonjugat plasmamembran hos många icke-neurala organ, främst njurar.

funktioner

Globosidernas funktioner har inte hittills klarats fullständigt, men det är känt att vissa arter ökar cellproliferation och motilitet, i motsats till hämningen av dessa händelser orsakade av vissa gangliosider.

En glykosylerad tetra globosid, den GB4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), fungerar på de platskänsliga strukturella störningar av erytrocyter erkännande under celladhesionsprocesser.

Nyare studier har fastställt GB4 inblandning i aktivering av ERK-protein i karcinomcellinjer, vilket kan innebära deltagande i tumörinitiering. Dessa proteiner tillhör den signaleringskaskad av mitogenaktiverat proteinkinas (MAPK), bestående av Raf, MEK och ERK element.

Deltagande har rapporterats som receptorer för vissa bakteriella toxiner Shiga familj, nämligen globosid Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), även känd som CD77, som uttrycks på omogna B-celler; också som receptorer för HIV-vidhäftningsfaktorn (gp120) och verkar ha konsekvenser för vissa typer av cancer och andra sjukdomar.

Relaterade patologier

Det finns många typer av lipidos hos människor. Globosider och deras metaboliska vägar är relaterade till två sjukdomar i synnerhet: Fabry sjukdom och Sandhoff sjukdom.

Fabry sjukdom

Det hänvisar till en arvelig systemisk störning som är kopplad till kön, sett för första gången hos patienter med flera violetta fläckar i navelområdet. Det påverkar organ som njurarna, hjärtat, ögonen, extremiteterna, delen av mag-tarmsystemet och nervsystemet.

Det är en produkt av en metabolisk defekt i ceramid trihexosidase enzym ansvarigt för hydrolysen av trihexosiceramida, en mellanhand katabolism globosides och gangliosider, vilket resulterar i en ackumulering av dessa glykolipider i vävnader.

Sandhoff sjukdom

Denna patologi beskrivs initialt som en variant av Tay-Sachs-sjukdom, relaterad till metaboliseringen av gangliosider, men detta uppvisar också ackumulationen av globidos i indergret. Det är en ärftlig sjukdom med autosomala recessiva mönster som gradvis förstör neuroner och ryggrad.

Det har att göra med frånvaron av A- och B-formerna av enzymet P-N-acetylhexosaminidas på grund av mutationer i genen HEXB. Dessa enzymer är ansvariga för ett av nedbrytningsstegen hos vissa glykosingolipider.

referenser

  1. Bieberich, E. (2004). Integration av glycosphingolipidmetabolism och celldödsbeslut i cancer och stamceller: Granskning och hypotes. Glykoconjugatjournalen, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Enzymatisk Defekt i Fabrys sjukdom. New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipider: syntes och funktioner. FEBS Journal, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Hjärnsphingoglykolipider i Krabbes globala leukodistrofi. Journal of Neurochemistry, jag(1966).
  5. Jones, D.H., Lingwood, C.A., Barber, K.R., & Grant, C.W.M. (1997). Globosid som membranreceptor: En övervägande av oligosackaridkommunikation med hydrofob domän †. biokemi, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A.H. (2011). Sphingolipid och glycosphingolipidmetaboliska vägar i tiden med sphingolipidomics. Kemiska recensioner, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J. A., & Hoe, J. (2012). Globosid främjar aktivering av ERK genom interaktion med epidermal tillväxtfaktorreceptorn. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  U.S. Institutionen för hälsa och mänskliga tjänster (2008). Genetics Home Reference Sandhoff sjukdom. Hämtad från www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). En ny variant av Sandhoffs sjukdom. Pediat. biff., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y. & Ogiu, T. (1981). Sandhoff sjukdom. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Polära lipider i kosmetika: senaste trenderna i extraktion, separation, analys och huvudapplikationer. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Struktur av huvudsaklig globosid av mänskliga erytrocyter. Journal of Biochemistry, 52(3).