Δομή globosides, βιοσύνθεση, λειτουργίες και παθολογίες



Το globidosides Πρόκειται για ένα είδος του σφιγγολιπίδιο ανήκουν στην ετερογενή οικογένεια γλυκοσφιγγολιπιδίων και χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν στη δομή του μια πολική ομάδα η οποία αποτελείται από σύνθετες γλυκάνες δομής δεσμευμένο σε ένα κεραμίδιο σκελετό με έναν γλυκοζιτικό σύνδεσμο Β-.

Μπορούν εμπίπτουν στην σειρά «μπαλόνι» γλυκοσφιγγολιπιδίων από την παρουσία μιας κεντρικής δομής της γενικής μορφής Galα4Galβ4GlcβCer, και γενικά ονοματολογία βασίζεται στον αριθμό και το είδος των υπολειμμάτων σακχάρου των πολικών κεφαλών.

Σε αντίθεση με άλλα σφιγγολιπίδια, τα παγκοσίδια είναι φυσιολογικά συστατικά των κυτταρικών μεμβρανών των μη νευρικών συστηματικών οργάνων πολλών θηλαστικών. Για παράδειγμα, τα νεφρά, το έντερο, οι πνεύμονες, τα επινεφρίδια και τα ερυθροκύτταρα.

Όπως όλα τα λιπίδια της μεμβράνης, τα σφαιρίδια έχουν σημαντικές δομικές λειτουργίες στο σχηματισμό και την παραγγελία λιπιδικών διπλοστοιβάδων..

Ωστόσο, και σε αντίθεση με τους ομολόγους τους όξινες ή φωσφορυλιωμένη, η λειτουργία της globosides δεν σχετίζεται τόσο με την παραγωγή μορίων σηματοδότησης, αλλά μάλλον με τη συμμετοχή τους ως μέρος του γλυκοσυζευγμάτων στην πλασματική μεμβράνη.

Ευρετήριο

  • 1 Δομή
  • 2 Βιοσύνθεση
    • 2.1 Προσθήκη της πολυπλοκότητας
  • 3 Τοποθεσία
  • 4 Λειτουργίες
  • 5 Σχετικές παθολογίες
    • 5.1 Ασθένεια Fabry
    • 5.2 Η νόσος Sandhoff
  • 6 Αναφορές

Δομή

Μοιραστείτε κάποιες δομικές και λειτουργικές ομοιότητες με άλλα μέλη της ομάδας των γλυκοσφιγγολιπιδίων: κερεβροζιτών, γαγγλιοσίδες και σουλφατίδιο? μεταξύ των οποίων η σύνθεση του κύριου σκελετού και τα υποπροϊόντα του μεταβολισμού του.

Ωστόσο, globosides διαφέρουν από όξινα γλυκοσφιγγολιπίδια (όπως γαγγλιοσίδη) για φόρτιση υδατανθράκων πολικές ομάδες τους, αφού είναι ηλεκτρικώς ουδέτερο σε φυσιολογικό ρΗ, η οποία φαίνεται να έχει ισχυρές επιπτώσεις επί της λειτουργίας του ως μέρος της εξωκυτταρικής μήτρας.

Αυτές οι ομάδες πολικών κεφαλών έχουν συνήθως περισσότερα από δύο μόρια σακχάρων, μεταξύ των οποίων είναι συνήθως η D-γλυκόζη, η D-γαλακτόζη και η Ν-ακετυλ-D-γαλακτοζαμίνη και σε μικρότερο βαθμό η φουκόζη και Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη.

Όπως και στην περίπτωση με τα άλλα σφιγγολιπίδια, τα globosides μπορεί να είναι πολύ διαφορετικά μόρια, είτε λαμβάνοντας υπόψη τις πολλαπλούς συνδυασμούς των λιπαρών οξέων που συνδέονται με την ραχοκοκαλιά της σφιγγοσίνης ή πιθανές παραλλαγές στις αλυσίδες ολιγοσακχαριτών του υδρόφιλου τμήματος.

Βιοσύνθεση

Η οδός αρχίζει με τη σύνθεση κεραμιδίου στο ενδοπλασματικό δίκτυο (ER). Αρχικά ο σκελετός σφιγγοσίνης σχηματίζεται με συμπύκνωση μιας L-σερίνης και ενός παλμιτοϋλ-ΟοΑ.

Ceramide παράγεται αργότερα από τη δράση του κεραμιδιού ενζύμων συνθάσης που συμπυκνώνουν ένα άλλο μόριο λιπαρού οξέος ΟοΑ με σφιγγοσίνη σκελετό άνθρακα στη θέση 2.

Ακόμη και στο ER, ceramides παράγονται μπορεί να τροποποιηθεί με την προσθήκη ενός υπολείμματος γαλακτόζης για να σχηματίσουν κεραμίδια γαλακτο (GalCer), ή μπορεί αντ 'αυτού να μεταφέρονται στο σύμπλοκο Golgi με τη δράση των πρωτεϊνών μεταφοράς της ceramides (CERT ) ή μέσω φυσαλιδώδους μεταφοράς.

Στο σύμπλεγμα Golgi, τα κεραμίδια μπορούν να γλυκοζυλιωθούν για να παράγουν γλυκο-κεραμίδια (GlcCer).

Προσθήκη της πολυπλοκότητας

Το GlcCer παράγεται στην κυτοσολική όψη του πρώιμου Golgi. Μπορεί στη συνέχεια να μεταφερθούν προς την αυλική πλευρά του συγκροτήματος και στη συνέχεια να είναι γλυκοσυλιωμένα με ειδικά ένζυμα γλυκοσιδάση πιο συμπλοκών γλυκοσφιγγολιπιδίων δημιουργούνται.

Οι κοινές πρόδρομες ουσίες όλων των γλυκοσφιγγολιπιδίων συντίθεται στο συγκρότημα Golgi από τη δράση της γλυκοζυλοτρανσφεράσης από GalCer ή GlcCer.

Αυτά τα ένζυμα μεταφοράς ειδικό υδατάνθρακες από κατάλληλες σάκχαρα νουκλεοτιδίου: UDP-γλυκόζη, UDP-γαλακτόζη, CMP-σιαλικό οξύ, κλπ.

Όταν το GlcCer διέρχεται από το σύστημα κυψελιδικού συστήματος Golgi, είναι γαλακτοζυλιωμένο για να παράγει λακτοζυλοκεραμίδη (LacCer). LacCer είναι το σημείο διακλάδωσης από τον οποίο οι πρόδρομοι συντίθενται από τα άλλα γλυκοσφιγγολιπίδια, δηλαδή, το μόριο το οποίο πιο ουδέτερη πολικά υπολείμματα συνέχεια προστίθενται σάκχαρα. Αυτές οι αντιδράσεις καταλύονται από συγκεκριμένες συνθάσες globidoside.

Τοποθεσία

Αυτά τα λιπίδια βρίσκονται κυρίως στους ανθρώπινους ιστούς. Όπως και πολλά γλυκοσφιγγολιπίδια, τα σφαιρίδια εμπλουτίζονται στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης πλάσματος πολλών κυττάρων.

Είναι ιδιαίτερα σημαντικά στα ανθρώπινα ερυθροκύτταρα, όπου αντιπροσωπεύουν τον κύριο τύπο γλυκολιπιδίου κυτταρικής επιφάνειας.

Επιπλέον, όπως σημειώνεται παραπάνω, αποτελούν μέρος του συνόλου των μεμβρανών πολλών μη-νευρικών όργανα, κυρίως νεφρά γλυκοσυζευγμάτων πλάσμα.

Λειτουργίες

Οι λειτουργίες των globosides που δεν έχουν ακόμη πλήρως κατανοηθεί μέχρι τώρα, αλλά είναι γνωστό ότι ορισμένα είδη αυξάνουν πολλαπλασιασμό και κυτταρική κινητικότητα, σε αντίθεση με την αναστολή αυτών των γεγονότων που προκαλούνται από ορισμένους γαγγλιοσίδες.

Μια γλυκοζυλιωμένη γλοβοσίδιο τετρα, η GB4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), εργασίες σε χώρο-ευαίσθητα δομικές διαταραχές της αναγνώρισης ερυθροκυττάρων κατά τις διεργασίες κυτταρικής προσκόλλησης.

Πρόσφατες μελέτες έχουν προσδιορίσει τη συμμετοχή του Gb4 στην ενεργοποίηση πρωτεϊνών ERK σε κυτταρικές σειρές καρκινώματος, πράγμα που θα μπορούσε να σημαίνει τη συμμετοχή τους στην έναρξη του όγκου. Αυτές οι πρωτεΐνες ανήκουν στον καταρράκτη σηματοδότησης ενεργοποιημένων με μιτογόνο πρωτεϊνικών κινάσεων (MAPK), οι οποίες αποτελούνται από τα στοιχεία Raf, MEK και ERK.

Συμμετοχή έχει αναφερθεί ως υποδοχείς για ορισμένες βακτηριακές τοξίνες οικογένεια Shiga, δηλαδή γλοβοσίδιο Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), επίσης γνωστή ως CD77, εκφράζεται επί ανώριμα κύτταρα Β? επίσης ως υποδοχείς για τον παράγοντα προσκόλλησης στο HIV (gp120) και φαίνεται να έχουν επιπτώσεις για ορισμένες μορφές καρκίνου και άλλες ασθένειες.

Σχετικές παθολογίες

Υπάρχουν πολυάριθμοι τύποι λιπιδίων σε ανθρώπους. Οι παγκοσμίδες και οι μεταβολικές οδούς τους σχετίζονται με δύο ασθένειες ειδικότερα: τη νόσο Fabry και τη νόσο Sandhoff.

Νόσου Fabry

Αναφέρεται σε μια κληρονομική συστηματική διαταραχή που συνδέεται με το φύλο, που παρατηρείται για πρώτη φορά σε ασθενείς με πολλαπλά ιώδη στίγματα στην ομφαλική περιοχή. Επηρεάζει όργανα όπως οι νεφροί, η καρδιά, τα μάτια, τα άκρα, μέρος του γαστρεντερικού και του νευρικού συστήματος.

Είναι το προϊόν μιας μεταβολικό ελάττωμα σε κεραμίδιο trihexosidase ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την υδρόλυση του trihexosiceramida, ένας ενδιάμεσος globosides καταβολισμό και γαγγλιοζίτες, με αποτέλεσμα την συσσώρευση αυτών των γλυκολιπιδίων σε ιστούς.

Η νόσος Sandhoff

Αυτή η παθολογία περιγράφηκε αρχικά ως παραλλαγή της νόσου του Tay-Sachs, που σχετίζεται με το μεταβολισμό των γαγγλιοζιδίων, αλλά παρουσιάζει επίσης τη συσσώρευση globidos στα σπλάχνα. Πρόκειται για μια κληρονομική διαταραχή με αυτοσωματικά υπολειπόμενα μοτίβα που καταστρέφει προοδευτικά τους νευρώνες και το νωτιαίο μυελό.

Έχει σχέση με την απουσία των μορφών Α και Β του ενζύμου β-Ν-ακετυλο-ισοσαμινιδάση λόγω μεταλλάξεων στο γονίδιο HEXB. Αυτά τα ένζυμα είναι υπεύθυνα για ένα από τα στάδια αποικοδόμησης ορισμένων γλυκοσφιγγολιπιδίων.

Αναφορές

  1. Bieberich, Ε. (2004). Ενσωμάτωση του μεταβολισμού των γλυκοσφιγγολιπιδίων και των αποφάσεων κυττάρου σε καρκίνο και βλαστοκύτταρα: Ανασκόπηση και Υπόθεση. Glycoconjugate Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, Α., Bradley, R., Martensson, Ε., Warshaw, Α., & Laster, L. (1967). Ενζυματικό ελάττωμα στη νόσο του Fabry. Η Εφημερίδα της Ιατρικής της Νέας Αγγλίας, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Γλυκοσφιγγολιπίδια: σύνθεση και λειτουργίες. Η εφημερίδα FEBS, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Υ., & Suzuki, Κ. (1971). Σφιγγογλυκολιπίδια εγκεφάλου στη λευκοδυστροφία των κυττάρων του σφαιρικού κυττάρου του Krabbe. Εφημερίδα της Νευροχημείας, Εγώ(1966).
  5. Jones, D.H., Lingwood, C.A., Barber, Κ. R., & Grant, C.W.M. (1997). Globoside ως υποδοχέας μεμβράνης: Εξέταση της επικοινωνίας ολιγοσακχαριτών με την υδρόφοβη περιοχή †. Βιοχημεία, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, Α. Η. (2011). Οι μεταβολικές οδοί του σφιγγολιπιδίου και γλυκοσφιγγολιπιδίου στην εποχή των σφιγγολιπιδόμων. Χημικές ανασκοπήσεις, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J.A., & Hoe, J. (2012). Το παγκοσίδιο προάγει την ενεργοποίηση του ERK μέσω αλληλεπίδρασης με τον υποδοχέα επιδερμικού αυξητικού παράγοντα. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  U.S. Τμήμα Υγείας και Ανθρωπίνων Υπηρεσιών (2008). Γενετική Αρχή Αναφορά Ασθένεια Sandhoff. Ανακτήθηκε από το www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, Μ., Ripley, Β., Embil, J. & Tibbles, J. (1974). Μια νέα παραλλαγή της νόσου Sandhoff. Pediat. Res., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, Μ., Imaida, Κ., Ito, Ν., Togari, Η., Suzuki, Υ., & Ogiu, Τ. (1981). Η νόσος Sandhoff. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, Μ., Gaslondes, Τ., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, Ε. (2018). Τα πολικά λιπίδια στα καλλυντικά: οι πρόσφατες τάσεις στην εξαγωγή, τον διαχωρισμό, την ανάλυση και τις κύριες εφαρμογές. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, Τ., Yokoyama, S. & Kiso, Ν. (1962). Δομή της κύριας σφαιρίνης των ανθρώπινων ερυθροκυττάρων. Το περιοδικό της βιοχημείας, 52(3).