Struktur, biosintesis, fungsi dan patologi Globosides



The globidosides Mereka adalah jenis sphingolipid milik keluarga heterogen glycosphingolipids dan dicirikan dengan mempunyai dalam struktur kumpulan kutub yang terdiri daripada glycans struktur kompleks terikat kepada tulang belakang ceramide oleh pautan glycosidic B-.

Mereka termasuk dalam siri "belon" daripada glycosphingolipids oleh kehadiran struktur tengah bentuk Galα4Galβ4GlcβCer umum, dan secara amnya tatanama adalah berdasarkan kepada bilangan dan jenis sisa-sisa gula ketua-ketua kutub.

Tidak seperti sphingolipid lain, globosida adalah konstituen biasa membran sel organ sistem saraf yang tidak saraf banyak mamalia. Contohnya buah pinggang, usus, paru-paru, kelenjar adrenal dan eritrosit.

Seperti semua lipid membran, globides mempunyai fungsi struktur penting dalam pembentukan dan pesanan lipid bilayers..

Walau bagaimanapun, dan tidak seperti rakan-rakan mereka berasid atau phosphorylated, fungsi globosides tidak berkaitan dengan kedua-dua pengeluaran molekul isyarat, tetapi dengan penyertaan mereka sebagai sebahagian daripada glycoconjugates dalam membran plasma.

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 Biosintesis
    • 2.1 Penambahan kerumitan
  • 3 Lokasi
  • 4 Fungsi
  • 5 Patologi yang berkaitan
    • 5.1 penyakit Fabry
    • 5.2 Penyakit Sandhoff
  • 6 Rujukan

Struktur

Mereka berkongsi beberapa persamaan struktur dan fungsional dengan ahli-ahli lain kumpulan glycosphingolipids: cerebrosides, gangliosides dan sulfatides; antara mereka adalah komposisi rangka utama dan hasil sampingan metabolismenya.

Walau bagaimanapun, globosides berbeza daripada glycosphingolipids berasid (seperti ganglioside) untuk mengecas kumpulan kutub karbohidrat mereka, kerana mereka adalah neutral secara elektrik pada pH fisiologi, yang muncul untuk mempunyai implikasi yang kuat untuk fungsi sebagai sebahagian daripada matriks extracellular.

Kumpulan-kumpulan kepala kutub biasanya mempunyai lebih daripada dua molekul gula, di antaranya adalah biasa D-glukosa, D-galaktosa dan N-acetyl-D-galactosamine, dan setakat fucose yang lebih rendah dan N-acetylglucosamine.

Mengikut mana-mana dengan sphingolipids lain, globosides boleh menjadi molekul yang sangat berbeza, sama ada mengambil kira pelbagai kombinasi asid lemak melekat pada tulang belakang sphingosine atau kemungkinan variasi dalam rantaian oligosakarida bahagian hidrofilik.

Biosintesis

Laluan bermula dengan sintesis ceramida dalam retikulum endoplasma (ER). Pertama, rangka sphingosin dibentuk oleh pemeluwapan serum L dan palmitoyl-CoA.

Ceramide dijana kemudian oleh tindakan enzim sintase ceramida, yang menggabungkan molekul lain asid lemak-CoA dengan rangka sphingosin dalam karbon kedudukan 2.

Walaupun dalam ER, ceramides dihasilkan boleh diubah suai dengan menambah sisa galaktosa untuk membentuk ceramides galacto (GalCer), atau mungkin sebaliknya dibawa ke kompleks Golgi oleh tindakan protein pemindahan ceramides (CERT ) atau melalui pengangkutan Stomatitis.

Di kompleks Golgi, ceramida boleh dihidrolisiskan untuk menghasilkan gluko ceramides (GlcCer).

Penambahan kerumitan

GlcCer dihasilkan pada wajah cytosolic Golgi awal. Ia kemudiannya boleh diangkut ke sisi luminal kompleks dan kemudiannya diaglisilasi oleh enzim glikosidase tertentu yang menghasilkan glycosipolipid yang lebih kompleks..

Prekursor umum semua glycosphingolipids disintesis dalam kompleks Golgi dengan tindakan glikosiltransferases dari GalCer atau GlcCer.

Enzim ini memindahkan karbohidrat tertentu dari gula nukleotida yang sesuai: UDP-glukosa, UDP-galactose, CMP-sialic acid, dsb..

GlcCer apabila sistem melalui lalu lintas Stomatitis Golgi adalah galactosylated untuk menghasilkan lactosylceramide (LacCer). LacCer merupakan cawangan yang prekursor disintesis dari glycosphingolipids lain, iaitu, molekul yang sisa kutub lebih neutral kemudiannya ditambah gula. tindak balas ini dimangkin oleh synthases globoside tertentu.

Lokasi

Lipid ini didapati terutamanya dalam tisu manusia. Seperti banyak glycosphingolipids, globose diperkaya di sisi luar membran plasma banyak sel.

Mereka sangat penting dalam eritrosit manusia, di mana mereka mewakili jenis utama permukaan sel glycolipid.

Tambahan pula, seperti yang dinyatakan di atas, mereka adalah sebahagian dari set glikopuguan membran plasma daripada banyak organ tidak saraf, terutamanya buah pinggang..

Fungsi

Fungsi globosides belum difahami sepenuhnya setakat ini, tetapi diketahui bahawa beberapa spesies meningkatkan percambahan dan motilitas sel, berbeza dengan perencatan peristiwa-peristiwa ini disebabkan oleh beberapa gangliosida.

A globoside tetra terglikosilat, yang GB4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), kerja-kerja pengusikan struktur tapak sensitif pengiktirafan eritrosit semasa proses lekatan sel.

Kajian terkini telah menentukan penglibatan Gb4 dalam pengaktifan protein ERK dalam sel-sel karsinoma, yang boleh bermakna penyertaan mereka dalam permulaan tumor. Protein ini tergolong dalam lata isyarat kinase protein diaktifkan mitogen (MAPK), yang terdiri daripada unsur-unsur Raf, MEK dan ERK.

Penyertaan telah dilaporkan sebagai reseptor untuk beberapa toksin bakteria keluarga Shiga iaitu globoside GB3 (Galα4Galβ4GlcβCer), juga dikenali sebagai CD77, pada sel B yang tidak matang; juga sebagai reseptor untuk faktor melekat kepada HIV (gp120) dan kelihatan mempunyai implikasi untuk kanser tertentu dan penyakit lain.

Patologi yang berkaitan

Terdapat banyak jenis lipidosis pada manusia. Globosides dan laluan metabolik mereka berkaitan dengan dua penyakit khususnya: penyakit Fabry dan penyakit Sandhoff.

Penyakit Fabry

Ia merujuk kepada gangguan sistematik keturunan yang dikaitkan dengan seks, yang dilihat untuk kali pertama pada pesakit dengan pelbagai bintik-bintik ungu di rantau pusat. Ia memberi kesan kepada organ seperti buah pinggang, jantung, mata, kaki, sebahagian daripada sistem gastrousus dan saraf.

Ia adalah hasil daripada kecacatan metabolik dalam ceramide trihexosidase enzim bertanggungjawab hidrolisis trihexosiceramida, yang globosides katabolisme perantara dan gangliosida, menyebabkan pengumpulan glycolipids ini dalam tisu.

Penyakit Sandhoff

Patologi ini pada mulanya digambarkan sebagai varian penyakit Tay-Sachs, yang berkaitan dengan metabolisme gangliosida, tetapi ini juga memperlihatkan pengumpulan globidos dalam viskera. Ia adalah gangguan keturunan dengan corak resesif autosom yang secara berterusan menghancurkan saraf dan saraf tunjang.

Ia mempunyai kaitan dengan ketiadaan bentuk A dan B enzim β-N-asetil hexosaminidase disebabkan mutasi dalam gen HEXB. Enzim-enzim ini bertanggungjawab untuk salah satu langkah penyusutan beberapa glycosphingolipids.

Rujukan

  1. Bieberich, E. (2004). Integrasi metabolisme glycosphingolipid dan keputusan sel-sel dalam kanser dan sel stem: Kajian dan Hipotesis. Jurnal Glycoconjugate, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Kecacatan Enzimatik dalam Penyakit Fabry. The New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipids: sintesis dan fungsi. Jurnal FEBS, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Sphingoglycolipid otak dalam leukodystrophy sel globoid Krabbe. Jurnal Neurokimia, Saya(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R., & Grant, C. W. M. (1997). Globoside sebagai Reseptor Membran: Pertimbangan Komunikasi Oligosakarida dengan Domain Hidrofobik †. Biokimia, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Sphingolipid dan laluan metabolik glycosphingolipid dalam era sphingolipidomics. Ulasan Kimia, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J.A., & Hoe, J. (2012). Globoside menggalakkan pengaktifan ERK dengan interaksi dengan reseptor faktor pertumbuhan epidermis. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  A.S. Jabatan Kesihatan & Perkhidmatan Manusia (2008). Genetik Home Reference Sandhoff. Diperolehi daripada www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Varian Baru Penyakit Sandhoff. Pediat. Res., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Penyakit Sandhoff. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Lipid kutub dalam kosmetik: trend terkini dalam pengekstrakan, pemisahan, analisis dan aplikasi utama. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Struktur Utama Globoside Erythrocytes Manusia. Jurnal Biokimia, 52(3).