Klasifikasi, struktur dan fungsi glukolipid

The glikolipid mereka adalah lipid membran dengan karbohidrat dalam kumpulan kepala kutub mereka. Mereka menyebarkan taburan yang paling tidak simetris di kalangan lipid membran, kerana ia didapati secara eksklusif dalam monolayer luar membran sel, yang terutama melimpah dalam membran plasma.

Kerana kebanyakan lipid membran, glycolipids mempunyai kawasan hidrofobik terdiri daripada ekor hidrokarbon apolar, dan kepala atau kawasan kutub, yang terdiri daripada pelbagai jenis molekul, bergantung kepada glycolipid yang berkenaan.

Glycolipids boleh didapati dalam organisma uniselular seperti bakteria dan ragi, serta organisma yang kompleks seperti haiwan dan tumbuh-tumbuhan.

Dalam sel-sel haiwan, glikolipid kebanyakannya terdiri daripada tulang sphingosin, manakala dalam tumbuhan kedua yang paling sesuai dengan diglycerides dan asid sulfonat derivatif. Dalam bakteria terdapat glycosyl glycerides dan derivatif gula acylated.

Dalam tumbuh-tumbuhan, glikolipid dipusatkan dalam membran kloroplastik, manakala pada haiwan mereka banyak terdapat dalam membran plasma. Bersama dengan glikoprotein dan proteoglikan, glikolipid adalah bahagian penting dari glycocalyx, yang penting bagi banyak proses selular.

Glikolipid, terutamanya sel-sel haiwan, cenderung untuk bersekutu antara satu sama lain melalui ikatan hidrogen antara molekul karbohidratnya, dan daya van der Waals antara rantai asid lemaknya. Lipid ini terdapat dalam struktur membran yang dikenali sebagai rakit lipid, yang mempunyai banyak fungsi.

Fungsi glycolipid adalah beberapa, tetapi dalam eukariot lokasi mereka di luar membran plasma adalah relevan dari pelbagai pandangan, terutama dalam proses komunikasi, melekat dan pembezaan sel.

Indeks

• 1 Klasifikasi
  • 1.1 Glycoglycerolipid
  • 1.2 Glycosphingolipids
  • 1.3 Glucofosfatidilinositoles
• 2 Struktur
  • 2.1 Glycoglycerolipids
  • 2.2 Glycosphingolipids
  • 2.3 Glucofosfatidilinositol
  • 2.4 Glikolipid tumbuhan
  • 2.5 Glycolipid bakteria
• 3 Fungsi
• 4 Rujukan

Pengkelasan

Glycolipids adalah glycoconjugates Borang kumpulan yang sangat heterogen molekul, yang ciri biasa adalah kehadiran sisa-sisa gula dikaitkan glycosidically kepada moiety hidrofobik, yang boleh menjadi gliserol asil, ceramide atau fosfat prenyl.

Klasifikasinya adalah berdasarkan rangka molekul yang merupakan jambatan antara kawasan hidrofobik dan polar. Oleh itu, bergantung kepada identiti kumpulan ini, kami mempunyai:

Glycoglycerolipid

Glycolipids ini, seperti gliserolipid, mempunyai tulang diacylglycerol atau monoalkil-monoacylglycerol yang mana residu gula dikaitkan dengan ikatan glikosid.

Glycoglycerolipids adalah agak seragam dari segi komposisi karbohidrat mereka, dan galaktosa atau residu glukosa dapat dijumpai dalam struktur mereka, dari mana klasifikasi utama mereka diperoleh, iaitu:

• Galacto gliserolipid: mereka mempunyai sisa galaktosa dalam bahagian karbohidrat mereka. Rantau hidrofobik terdiri daripada molekul diacylgliserol atau alkyl acylglycerol.
• Glycosides gliserol: ini mempunyai residu glukosa di kepala kutub mereka dan rantau hidrofobik hanya terdiri daripada alkyl-acylglycerol.
• Sulfo gliserolipid: Jadilah galacto atau Gluco glycerolipids atau glycerolipids dengan karbon terikat kepada kumpulan sulfat, yang memberikan mereka harta "berasid" dan berbeza daripada glycoglycerolipids neutral (galacto- dan Gluco glycerolipids).

Glycosphingolipids

Lipid ini mempunyai sebagai "rangka" molekul sebahagian daripada ceramida yang boleh mempunyai molekul-molekul yang berlainan daripada asid lemak yang dilampirkan.

Mereka adalah lipid yang sangat berubah-ubah, bukan sahaja dari segi komposisi rantaian hidrofobik mereka, tetapi juga berkaitan dengan residu karbohidrat di kepala kutub mereka. Mereka berlimpah dalam banyak tisu mamalia.

Klasifikasinya berdasarkan jenis penggantian atau identitas porsi, bukan pada rantau ini yang terdiri dari rantai hidrofobik. Menurut jenis penggantian, klasifikasi sphingolipid ini adalah berikut:

Glycosphingolipid neutral: mereka yang mengandungi dalam bahagian sakarida hexosas, N-acetil hexosaminas dan metil pentosas.

Sulfatida: adalah glycosphingolipids yang mengandungi ester sulfat. Mereka mempunyai pertuduhan negatif dan sangat banyak dalam sarung myelin dalam sel-sel otak. Yang paling biasa mempunyai sisa galaktosa.

Gangliosides: juga dikenali sebagai sialosil glycolipids, adalah mereka yang mengandungi asid sialik, jadi mereka juga dikenali sebagai glycosphingolipids berasid.

Phosphoinositide-glycolipids: rangka terdiri daripada phosphoinositide-ceramides.

Glucofosfatidilinositoles

Mereka adalah lipid biasanya diakui sebagai jangkar yang stabil untuk protein dalam lipid bilayer. Mereka ditambahkan selepas terjemahan ke akhir terminal C-banyak protein yang biasanya dijumpai menghadap ke permukaan luar membran sitoplasma.

Mereka terdiri daripada pusat glucan, ekor fosfolipid dan fosfonetanolamina yang mengikat mereka bersama-sama.

Struktur

Glycolipids mungkin mempunyai molekul saccharide yang terikat pada molekul oleh ikatan N- atau O-glikosida, dan juga melalui ikatan bukan glikosidik, seperti ikatan ester atau amida.

Bahagian sakarida sangat berubah, bukan sahaja dalam struktur tetapi dalam komposisi. Bahagian sakarida ini boleh terdiri daripada mono-, di-, oligo- atau polisakarida daripada pelbagai jenis. Mereka boleh mempunyai gula amino dan juga gula berasid, sederhana atau bercabang.

Selanjutnya, penerangan ringkas mengenai struktur umum tiga kelas utama glycolipids:

Glycoglycerolipids

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, pada haiwan, glikogliseropipid mungkin mempunyai sisa galaktosa atau glukosa, fosfat atau tidak. Rantai asid lemak dalam lipid ini adalah antara 16 dan 20 atom karbon.

Dalam galacto gliserolipid, kesatuan antara gula dan lipid rangka berlaku melalui ikatan β-glukosidik antara C-1 galaktosa dan C-3 gliserol. Dua lagi karbon gliserol sama ada esterified dengan asid lemak atau C1 digantikan oleh kumpulan alkil dan C2 dengan kumpulan acyl.

Sisa galaktosa tunggal biasanya diperhatikan, walaupun kewujudan digalactoglycerolipids telah dilaporkan. Apabila ia adalah slufogalactoglicerolípido, biasanya kumpulan sulfat berada dalam C-3 sisa galaktosa.

Struktur glikoprotein glikoprotein sedikit berbeza, terutamanya mengenai bilangan residu glukosa yang boleh sehingga 8 residu dikaitkan bersama oleh ikatan jenis α (1-6). Molekul glukosa yang berfungsi sebagai jambatan pada rangka lipid dikaitkan dengannya dengan ikatan α (1-3).

Dalam sulfoglucoglycerolipid kumpulan sulfat mengikat kepada karbon dalam kedudukan 6 daripada residu glukosa terminal.

Glycosphingolipids

Seperti sphingolipid yang lain, glycosphingolipids berasal dari serum L-pekat dengan asid lemak rantai panjang yang membentuk asas sphingoid yang dikenali sebagai sphingosine. Apabila karbon 2 sphingosine mengikat satu lagi asid lemak, satu ceramida dihasilkan, yang merupakan asas biasa bagi semua sphingolipid..

Bergantung kepada jenis sphingolipid ini terdiri daripada sisa D-glukosa, D-galaktosa, N-acetyl-D-galactosamine dan N - acetylglucosamine dan asid sialik. Gangliosides mungkin yang paling pelbagai dan rumit dari segi cabang-cabang rantai oligosakarida.

Glucofosfatidilinositoles

Dalam glikolipid ini, sisa-sisa pusat glucan (glucosamine dan mannose) boleh diubah suai dengan cara yang berbeza melalui penambahan kumpulan fosfoetanolamina dan gula lain. Pelbagai ini memberikan kerumitan struktur yang besar yang penting untuk dimasukkan ke dalam membran.

Glikolipid tumbuhan

Kloroplas banyak alga dan tumbuhan yang lebih tinggi diperkaya dengan galacto-gliserolipid yang mempunyai sifat neutral yang serupa dengan serebrosida pada haiwan. Mono- dan digalactolipids adalah β berkaitan dengan molekul diglyceride, manakala sulpholipid adalah derivatif α-glukosa sahaja.

Glycolipid bakteria

Dalam bakteria, glycerides glycosyl adalah struktur yang serupa dengan phosphoglycerides haiwan tetapi mengandungi sisa-sisa karbohidrat dikaitkan glycosylation di kedudukan 3 sn-1,2-Digliserida. Derivat gula bergolak tidak mengandungi gliserol tetapi asid lemak yang berkaitan langsung dengan gula.

Sisa-sisa resin yang paling biasa di kalangan glycolipid bakteria adalah galaktosa, glukosa dan mannose.

Fungsi

Dalam haiwan, glikolipid mempunyai fungsi penting dalam komunikasi sel, pembezaan dan percambahan, onkogenesis, penolakan elektrik (dalam hal glikolipid polar), lekatan sel, antara lain..

Kehadirannya dalam banyak membran sel haiwan, tumbuh-tumbuhan dan mikroorganisma menyumbang kepada fungsi pentingnya, yang terutama berkaitan dengan rakit lipid pelbagai fungsi.

Bahagian karbohidrat daripada glycosphingolipids adalah penentu antigen dan immunogenicity sel-sel yang membawanya. Ia mungkin terlibat dalam proses pengiktirafan antara sel, serta dalam aktiviti "sosial" selular.

Glycerolipid galacto dalam tumbuh-tumbuhan, yang diberikan kelimpahan relatifnya dalam membran tumbuhan, mempunyai fungsi penting dalam penubuhan ciri-ciri membran sebagai kestabilan dan aktiviti berfungsi banyak protein membran.

Fungsi glycolipid dalam bakteria juga berbeza. Beberapa glycoglycerolipid diperlukan untuk meningkatkan kestabilan bilayer. Mereka juga bertindak sebagai prekursor untuk komponen membran lain dan juga menyokong pertumbuhan kekurangan anoksia atau fosfat.

Penunjuk GPI atau glycosidylphosphatidylinositols juga terdapat dalam rakit lipid, mengambil bahagian dalam transduksi isyarat, dalam patogenesis banyak mikroorganisma parasit dan dalam orientasi membran apikal.

Ia boleh dikatakan bahawa fungsi umum glycolipid, baik dalam tumbuhan, seperti dalam haiwan dan bakteria, sesuai dengan penubuhan kestabilan dan ketidakstabilan membran; penyertaan dalam interaksi lipid-protein tertentu dan pengiktirafan sel.

Rujukan

1. Abdel-mawgoud, A.M., & Stephanopoulos, G. (2017). Glycolipids mudah mikrob: Kimia, aktiviti biologi dan kejuruteraan metabolik. Bioteknologi Sintetik dan Sistem, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Biologi Molekul Sel (6th ed.). New York: Sains Garland.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Sintesis Glycolipid. Penyelidikan Karbohidrat, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Lipid membran tumbuhan. Annu. Penanaman semula. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y. U. N. H., & Slomiany, A. (1987). Glycoglycerolipid haiwan. Prog Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., & Dormann, P. (2007). Struktur dan fungsi glycoglycerolipids dalam tumbuhan dan bakteria. Prog Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Biosintesis dan fungsi biologi sulfoglikolipid. Proc. Jpn. Acad. Serah B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Biokimia Sphingolipid. (D. Hanahan, Ed.), Buku Panduan Penyelidikan Lipid 3 (edisi 1)..
9. Koynova, R., & Caffrey, M. (1994). Peralihan fasa dan fasa glycoglycerolipids. Kimia dan Fizik Lipid, 69, 181-207.
10. Undang-undang, J. (1960). Glycolipids. Ulasan Tahunan, 29, 131-150.
11. Paulick, M. G., & Bertozzi, C. R. (2008). The Glycosylphosphatidylinositol Anchor: A Membrane-Anchoring Complex. Biokimia, 47, 6991-7000.