Glukolipider klassificering, struktur och funktioner



den glykolipider de är membranlipider med kolhydrater i sina polarhuvudgrupper. De presenterar den mest asymmetriska fördelningen bland membranlipider, eftersom de exklusivt finns i det yttre monolagret av cellmembran, som är särskilt rikliga i plasmamembranet.

Som de flesta av membranlipider, glykolipider har ett hydrofobt område sammansatt av apolära kolvätesvansar, och ett huvud eller polär region, som kan bestå av olika typer av molekyler, beroende på glykolipid i fråga.

Glykolipiderna kan hittas i encelliga organismer såsom bakterier och jäst samt i organismer som är komplexa som djur och växter.

I djurceller består glykolipider övervägande av ett sfingosinskelett, medan de två vanligaste i plantor motsvarar diglycerider och sulfonsyraderivat. I bakterier finns glykosylglycerider och derivat av acylerade sockerarter.

I växter koncentreras glykolipider i kloroplastiska membran, medan de i djur är rikliga i plasmamembranet. Tillsammans med glykoproteiner och proteoglykaner är glykolipider en viktig del av glykocalyx, vilket är avgörande för många cellulära processer.

Glykolipider, särskilt de hos djurceller, tenderar att associera med varandra genom vätebindningar mellan deras kolhydratdelar och van der Waals-krafter mellan sina fettsyrakedjor. Dessa lipider är närvarande i membranstrukturer kända som lipidflåtar, vilka har flera funktioner.

Glykolipidernas funktioner är flera, men i eukaryoter är deras placering på plasmamembrans yttre sida relevant från flera synvinklar, särskilt i processer för kommunikation, vidhäftning och celldifferentiering.

index

  • 1 klassificering
    • 1.1 Glykoglycerolipid
    • 1.2 Glycosphingolipider
    • 1,3 glukofosfatidilinositoler
  • 2 struktur
    • 2.1 Glykoglycerolipider
    • 2.2 Glycosphingolipider
    • 2,3 glukofosfatidilinositoler
    • 2.4 Växtglykolipider
    • 2,5 bakteriella glykolipider
  • 3 funktioner
  • 4 referenser

klassificering

Glykolipider är glykokonjugat bildar en mycket heterogen grupp av molekyler, vars gemensamma särdrag är närvaron av sockerrester kopplade glykosidiskt till en hydrofob del, som kan vara acyl glycerol, ceramid eller prenyl fosfat.

Dess klassificering är baserad på molekylskelettet som är bron mellan de hydrofoba och polära regionerna. Så, beroende på gruppens identitet, har vi:

Glicoglicerolípido

Dessa glykolipider, som glycerolipider, har en skelettdiacylglycerol eller monoalkyl-monoacylglycerol till vilken sockerresterna är bundna med glykosidbindningar.

Glykoglycerolipider är relativt likformiga med avseende på deras kolhydratkomposition, och galaktos eller glukosrester kan hittas i deras struktur, varifrån deras huvudsakliga klassificering härleds, nämligen:

  • Galaktoglycerolipider: De har galaktosrester i deras kolhydratdel. Den hydrofoba regionen består av en diacylglycerol- eller alkylacylglycerolmolekyl.
  • Glycerolglykosider: dessa har glukosrester i deras polära huvud och den hydrofoba regionen är endast sammansatt av alkyl-acylglycerol.
  • Sulfo glycerolipider: Var galakto eller gluko glycerolipider eller glycerolipider med kol bundna till sulfatgrupper, som ger dem egenskapen av "sura" och skiljer sig från neutrala glycoglycerolipids (galakto- och gluko glycerolipider).

glucosphingolipids

Dessa lipider har som molekyl "skelett" en del av ceramid som kan ha olika molekyler av fettsyror bundna.

De är mycket varierbara lipider, inte bara när det gäller kompositionen av deras hydrofoba kedjor, men också i förhållande till kolhydratresterna i sina polarhuvuden. De är rikliga i många däggdjursvävnader.

Dess klassificering är baserad på typen av substitution eller på sackariddelens identitet, snarare än på den region som består av de hydrofoba kedjorna. Enligt typ av substitution är klassificeringen av dessa sfingolipider följande:

Neutrala glycosphingolipider: de som innehåller i sackariddelen hexosor, N-acetylhexosaminas och metylpentosor.

Du sulfatid: är glykosfosfolipiderna som innehåller sulfatestrar. De har en negativ laddning och är särskilt rikliga i myelinmantlarna i hjärnceller. De vanligaste har en galaktosrest.

gangliosid: även kända som sialosilglykolipider, är de som innehåller sialinsyra, så de är också kända som sura glykosfosfolipider.

Fosfoinositid-glykolipider: Skelettet består av fosfonositid-ceramider.

Glucofosfatidilinositoles

De är lipider som vanligen erkända som stabila ankare för proteiner i lipid-dubbelskiktet. De adderas posttranslationellt till den C-terminala änden av många proteiner som typiskt finns mot utsidan av det cytoplasmatiska membranet.

De består av ett glukancenter, en fosfolipidsvans och en fosforetanolamindel som binder dem ihop.

struktur

Glykolipiderna kan ha sackaridgrupper bundna till molekylen genom N- eller O-glykosidbindningar och även genom icke-glykosidbindningar, såsom ester- eller amidbindningarna.

Sackariddelen är mycket variabel, inte bara i struktur utan i komposition. Denna sackariddel kan bestå av mono-, di-, oligo- eller polysackarider av olika typer. De kan ha aminosocker och till och med sura, enkla eller grenade sockerarter.

Därefter en kort beskrivning av den allmänna strukturen hos de tre huvudklassen av glykolipider:

glycoglycerolipids

Som tidigare nämnts kan glykoglycerolipiderna ha djur med galaktos eller glukosrester, fosferade eller ej. Fettsyrakedjorna i dessa lipider är mellan 16 och 20 kolatomer.

I galaktoglycerolipiderna förekommer facket mellan sockret och lipidskelettet genom p-glukosidbindningar mellan C-1 i galaktosen och C-3 i glycerolen. De andra två kolatomerna av glycerol förestras antingen med fettsyror eller Cl ersätts med en alkylgrupp och C2 med en acylgrupp.

En enda galaktosrest observeras vanligen, även om förekomsten av digalaktoglycerolipider har rapporterats. När det är en slufogalactoglicerolípido, ligger sulfatgruppen normalt i C-3 i galaktosrest.

Glykoprotein-glykoproteinstrukturen är lite annorlunda, särskilt när det gäller antalet glukosrester som kan vara upp till 8 rester kopplade ihop med a (1-6) typbindningar. Glukosmolekylen som tjänar som en bro till lipidskelettet är kopplad till den med en a (1-3) bindning.

I sulfoglukoglycerolipider binder sulfatgruppen till kolet i position 6 i den terminala glukosresten.

glucosphingolipids

Liksom de andra sfingolipiderna, kommer glykosfosolipider från en kondenserad L-serin med en långkedjig fettsyra som bildar en sfingoidbas som kallas sfingosin. När koldioxid 2 av sfingosin binder en annan fettsyra, produceras en ceramid, vilket är den gemensamma grunden för alla sfingolipider..

Beroende på vilken typ av sfingolipiden dessa är sammansatta av rester av D-glukos, D-galaktos, N-acetyl-D-galaktosamin och N - acetylglukosamin och sialinsyra. Gangliosiderna är kanske de mest olika och komplexa när det gäller grenarna av oligosackaridkedjorna.

Glucofosfatidilinositoles

I dessa glykolipider kan resterna av glukancentralen (glukosamin och mannos) modifieras på olika sätt genom tillsats av fosforetanolamingrupper och andra sockerarter. Denna variation ger en stor strukturell komplexitet som är viktig för dess införande i membranet.

Växt glykolipider

Kloroplasterna av många alger och högre växter berikas med galaktoglycerolipider som har neutrala egenskaper som liknar cerebrosides hos djur. Mono- och digalaktolipider är p-länkade till en diglyceriddel, medan sulfolipider endast är a-glukos-bara derivat.

Bakteriella glykolipider

I bakterier, glykosylgrupper glycerider är strukturellt liknar djur fosfoglycerider men innehåller kolhydratrester länkade glykosylering vid 3 position sn-1,2-diglycerid. Derivaten av acylerade sockerarter innehåller inte glycerol utan fettsyror direkt kopplade till sockerarter.

De vanligaste sackaridresterna bland bakteriella glykolipider är galaktos, glukos och mannos.

funktioner

I djur, glykolipider har en viktig roll i cellulär kommunikation, differentiering och proliferation, onkogenes, elektrisk repulsion (i fallet med polära glykolipider), cellvidhäftning, etc..

Dess närvaro i många av cellmembranen hos djur, växter och mikroorganismer står för sin viktiga funktion, vilket är särskilt relaterat till egenskaperna hos multifunktionella lipidflottor.

Kolhydratdelen av glycosphingolipiderna är en determinant av antigeniciteten och immunogeniciteten hos cellerna som bär den. Det kan vara involverat i intercellulärigenkänningsprocesser, såväl som i cellulära "sociala" aktiviteter.

Galaktoglycerolipiderna i växter, med tanke på deras relativa överflöd i växtmembran, har en viktig funktion vid upprättandet av membrans egenskaper som stabilitet och funktionell aktivitet hos många membranproteiner.

Glykolipidernas funktion i bakterier är också olika. Några av glykoglycerolipiderna krävs för att förbättra dubbelskiktets stabilitet. De tjänar också som prekursorer till andra membrankomponenter och stöder även tillväxt i anoxi eller fosfatbrist.

GPI förankrar eller glucosidilfosfatidilinositoles är också närvarande i de lipidaggregat, delta i signaltransduktion i patogenesen av många parasitiska mikroorganismer och orienteringen av det apikala membranet.

Kan man säga då att de allmänna funktionerna hos glykolipider, i både växter och djur och bakterier, som svarar mot upprättandet av stabilitet och fluiditet av membranet; deltagande i specifika lipid-protein interaktioner och celligenkänning.

referenser

1. Abdel-mawgoud, A.M., & Stephanopoulos, G. (2017). Enkla glykolipider av mikrober: Kemi, biologisk aktivitet och metabolisk teknik. Syntetisk och systembioteknik, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molecular Biology of the Cell (6: e upplagan). New York: Garland Science.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Syntes av glykolipider. Kolhydratforskning, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Plantmembranlipider. 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 och funktion av glykoglycerolipider i växter och bakterier. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Biosyntes och biologisk funktion 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: e upplagan).
9. Koynova, R., & Caffrey, M. (1994). Faser och fasövergångar av glykoglycerolipiderna. Kemi och fysik av lipider, 69, 181-207.
10. Law, J. (1960). Glykolipider. Årliga recensioner, 29, 131-150.
11. Paulick, M.G., och Bertozzi, C.R. (2008). Glykosylfosfatidylinositolankret: En komplex membranförankring. Biochemistry, 47, 6991-7000.