Globosidna struktura, biosinteza, funkcije i patologije



globosides su tipovi sfingolipida koji pripadaju heterogenoj obitelji glikosfingolipida i karakterizirani su time da u svojim strukturama imaju polarnu skupinu sastavljenu od složenih struktura glikana povezanih s ceramidnim skeletom pomoću B-glikozidne veze.

Oni su svrstani u seriju "balona" glikozfingolipida prisutnošću središnje strukture općeg oblika Galα4Galβ4GlcβCer, a općenito se njihova nomenklatura temelji na broju i vrsti šećernih ostataka polarnih glava..

Za razliku od drugih sfingolipida, globosidi su normalni sastojci staničnih membrana ne-živčanih sistemskih organa mnogih sisavaca. Na primjer bubrezi, crijeva, pluća, nadbubrežne žlijezde i eritrociti.

Kao i svi membranski lipidi, globidi imaju važne strukturne funkcije u formiranju i uređivanju lipidnih dvoslojeva..

Međutim, za razliku od njihovih kiselih ili fosforiliranih kopija, uloga globoze nije povezana s proizvodnjom signalnih molekula, nego s njihovim sudjelovanjem kao dijelom glikokonjugata u plazmatskoj membrani..

indeks

  • 1 Struktura
  • 2 Biosinteza
    • 2.1 Dodavanje složenosti
  • 3 Mjesto
  • 4 Funkcije
  • 5 Srodne patologije
    • 5.1 Fabryjeva bolest
    • 5.2 Sandhoffova bolest
  • 6 Reference

struktura

Oni dijele neke strukturne i funkcionalne sličnosti s drugim članovima skupine glikozfingolipida: cerebrozidima, gangliozidima i sulfatidima; među njima je sastav glavnog kostura i nusproizvodi njegovog metabolizma.

Međutim, globosidi se razlikuju od kiselih glikosfingolipida (kao što su gangliozidi) s obzirom na naboje njihovih polarnih skupina ugljikohidrata, budući da su električno neutralni u fiziološkom pH, što izgleda da ima jake implikacije za njihove funkcije kao dio izvanstaničnog matriksa..

Ove polarne glave normalno imaju više od dvije molekule šećera, među kojima su obično D-glukoza, D-galaktoza i N-acetil-D-galaktozamin, te u manjoj mjeri fucoza i N-acetilglukozamin.

Kao i kod drugih sfingolipida, globozidi mogu biti vrlo različite molekule, uzimajući u obzir višestruke kombinacije masnih kiselina vezanih uz sfhozinski kostur ili moguće varijacije oligosaharidnih lanaca hidrofilnog dijela.

biosinteza

Put započinje sintezom ceramida u endoplazmatskom retikulumu (ER). Prvo se kostur sfingozina formira kondenzacijom L-serina i palmitoil-CoA.

Ceramid se kasnije generira djelovanjem enzima ceramidnih sintetaza, koji kondenziraju drugu molekulu masne kiseline-CoA sa sfingozinskim skeletom u ugljiku položaja 2.

Čak iu ER, proizvedeni ceramidi se mogu modificirati dodavanjem galaktoznog ostatka u galakto ceramide (GalCer), ili se umjesto toga mogu transportirati u Golgijev kompleks ili djelovanjem ceramidnih prijenosnih proteina (CERT). ) ili pomoću vezikularnog transporta.

U Golgijevom kompleksu, ceramidi se mogu glikozilirati kako bi se proizveli gluko ceramidi (GlcCer).

Dodatak složenosti

GlcCer se proizvodi na citosolnom licu ranih Golgija. Zatim se može transportirati do luminalne strane kompleksa i zatim glikozilirati specifičnim enzimima glikozidaze koji stvaraju složenije glikozfingolipide..

Zajednički prekursori svih glikosfingolipida sintetizirani su u Golgijevom kompleksu djelovanjem glikoziltransferaza iz GalCera ili GlcCera.

Ti enzimi prenose specifične ugljikohidrate iz odgovarajućih nukleotidnih šećera: UDP-glukoza, UDP-galaktoza, CMP-sijalna kiselina, itd..

Kada GlcCer prođe kroz Golgi vezikularni prometni sustav, on je galaktoziliran kako bi se dobio laktozilceramid (LacCer). LacCer je točka grananja iz koje se sintetiziraju prekursori drugih glikofosfolipida, odnosno molekula kojoj se kasnije dodaju više neutralnih polarnih šećera. Ove reakcije katalizirane su specifičnim sintazama globidozida.

lokacija

Ovi se lipidi nalaze uglavnom u ljudskim tkivima. Kao i mnogi glikosfingolipidi, globusi su obogaćeni na vanjskoj strani plazma membrane mnogih stanica.

Posebno su važni u humanim eritrocitima, gdje predstavljaju glavni tip glikolipida na površini stanice.

Nadalje, kao što je gore navedeno, oni su dio skupa glikokonjugata plazmatskih membrana mnogih ne-živčanih organa, uglavnom bubrega..

funkcije

Funkcije globosida do danas nisu u potpunosti razjašnjene, ali je poznato da neke vrste povećavaju proliferaciju i pokretljivost stanica, za razliku od inhibicije tih događaja uzrokovanih nekim gangliozidima.

Glikozilirani tetra globosid, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), djeluje u mjestima osjetljivom prepoznavanju strukturnih poremećaja eritrocita tijekom procesa adhezije stanica.

Nedavne studije su utvrdile uključenost Gb4 u aktivaciju ERK proteina u staničnim linijama karcinoma, što bi moglo značiti njihovo sudjelovanje u inicijaciji tumora. Ti proteini pripadaju signalnoj kaskadi mitogen-aktiviranih proteinskih kinaza (MAPK), koje se sastoje od elemenata Raf, MEK i ERK.

Njegovo sudjelovanje je prijavljeno kao receptori za neke bakterijske toksine iz obitelji Shiga, specifično Gb3 globus (Galα4Galβ4GlcβCer), također poznat kao CD77, izražen u nezrelim B stanicama; također kao receptori faktora adhezije HIV-a (gp120) i čini se da imaju implikacije za određene vrste raka i drugih bolesti.

Srodne patologije

Postoje brojni tipovi lipidoze kod ljudi. Globozidi i njihovi metabolički putovi povezani su s dvije bolesti: Fabryjevom bolešću i Sandhoffovom bolešću.

Fabryjeva bolest

Odnosi se na nasljedni sistemski poremećaj povezan sa spolom, prvi put viđen u bolesnika s višestrukim ljubičastim mrljama u pupčanom području. Utječe na organe kao što su bubrezi, srce, oči, udovi, dio gastrointestinalnog i živčanog sustava.

To je proizvod metaboličkog defekta enzima ceramida triheksosidaze, odgovornog za hidrolizu triheksozicamida, posrednika katabolizma globida i gangliozida, koji uzrokuje nakupljanje tih glikolipida u tkivima..

Sandhoffova bolest

Ova je patologija u početku opisana kao varijanta Tay-Sachsove bolesti, povezana s metabolizmom gangliozida, ali to također predstavlja akumulaciju globidosa u utrobi. To je nasljedni poremećaj s autosomnim recesivnim uzorcima koji progresivno uništavaju neurone i kičmenu moždinu.

To se odnosi na odsutnost A i B oblika enzima β-N-acetil heksosaminidaza zbog mutacija u genu HEXB. Ovi enzimi su odgovorni za jedan od stupnjeva razgradnje nekih glikofosfolipida.

reference

  1. Bieberich, E. (2004). Integracija glikozfingolipidnog metabolizma i odluka o sudbini stanica u raku i matičnim stanicama: Pregled i hipoteza. Glycoconjugate Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., i Laster, L. (1967). Enzimatski defekt u Fabrijevoj bolesti. Medicinski časopis New England, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., i Russo, D. (2013). Glikosfingolipidi: sinteza i funkcije. FEBS-ov dnevnik, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y. i Suzuki, K. (1971). Sphingoglikolipidi mozga u leukodistrofiji Krabbeovih globoidnih stanica. Journal of Neurochemistry, ja(1966).
  5. Jones, D.H., Lingwood, C.A., Barber, K.R. & Grant, C.W.M. (1997). Globosid kao membranski receptor: razmatranje komunikacije oligosaharida s hidrofobnom domenom. biokemija, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A.H. (2011). Metabolički putevi sfingolipida i glikozfingolipida u eri sfingolipidomika. Kemijski osvrti, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J.A., & Hoe, J. (2012). Globoside potiče aktivaciju ERK interakcijom s receptorom epidermalnog faktora rasta. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  US Odjel za zdravstvo i ljudske usluge (2008). Genetika Home Reference Sandhoffova bolest. Preuzeto s www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Nova varijanta Sandhoffove bolesti. Pediat. govedina., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., i Ogiu, T. (1981). Sandhoffova bolest. Acta Pathol. Buli.Chcm.Soc.Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Polarni lipidi u kozmetici: noviji trendovi u ekstrakciji, separaciji, analizi i glavnim primjenama. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Struktura glavnog globozida ljudskih eritrocita. Journal of Biochemistry, 52(3).