Klasifikacija, struktura i funkcije glikolipida

glikolipide oni su membranski lipidi s ugljikohidratima u njihovim polarnim glavama. Oni predstavljaju najsimetričniju raspodjelu među membranskim lipidima, budući da se nalaze isključivo u vanjskom monosloju staničnih membrana, osobito u plazmatskoj membrani..

Kao i većina membranskih lipida, glikolipidi imaju hidrofobnu regiju sastavljenu od apolarnih ugljikovodičnih repova, i polarnu glavu ili regiju, koja može biti sastavljena od različitih vrsta molekula, ovisno o glikolipidu o kojem se radi.

Glikolipidi se mogu naći u jednostaničnim organizmima kao što su bakterije i kvasci, kao iu organizmima složenim kao životinje i biljke.

U životinjskim stanicama, glikolipidi se uglavnom sastoje od kostura sfingozina, dok u biljkama dva najčešća odgovaraju digliceridima i derivatima sulfonske kiseline. U bakterijama postoje glikozil gliceridi i derivati ​​aciliranih šećera.

U biljkama su glikolipidi koncentrirani u kloroplastičnim membranama, dok su u životinjama u izobilju u plazmatskoj membrani. Uz glikoproteine ​​i proteoglikane, glikolipidi su važan dio glikokaliksa, koji je ključan za mnoge stanične procese.

Glikolipidi, posebno oni životinjskih stanica, imaju tendenciju međusobnog povezivanja putem vodikovih veza između njihovih ugljikohidratnih dijelova i van der Waalsovih sila između njihovih lanaca masnih kiselina. Ovi lipidi su prisutni u membranskim strukturama poznatim kao lipidni splavovi, koji imaju višestruke funkcije.

Funkcije glikolipida su nekoliko, ali kod eukariota njihovo mjesto na vanjskoj strani plazma membrane je relevantno s više gledišta, osobito u procesima komunikacije, adhezije i diferencijacije stanica..

indeks

• 1 Klasifikacija
  • Glycoglycerolipid
  • 1.2 Glikofosfolipidi
  • 1.3 Glukofosfatidilinozitoli
• 2 Struktura
  • 2.1 Glikogliceroliidi
  • 2.2. Glikozfingolipidi
  • 2.3. Glukofosfatidilinozitoli
  • 2.4 Glikolipidi u biljci
  • 2.5 Bakterijski glikolipidi
• 3 Funkcije
• 4 Reference

klasifikacija

Glikolipidi su glikokonjugati koji tvore vrlo heterogenu skupinu molekula, čija je zajednička značajka prisutnost saharidnih ostataka povezanih glikozidnim vezama na hidrofobni dio, koji može biti acil glicerol, ceramid ili prenil fosfat..

Njegova klasifikacija temelji se na molekularnom kosturu koji je most između hidrofobnih i polarnih područja. Dakle, ovisno o identitetu ove grupe, imamo:

Glicoglicerolípido

Ovi glikolipidi, kao što su gliceroliidi, imaju kostur diacilglicerola ili monoalkil-monoacilglicerola na koji su ostaci šećera povezani glikozidnim vezama.

Glikoglycerolipids su relativno ujednačeni u smislu njihovog ugljikohidratnog sastava, a ostaci galaktoze ili glukoze se mogu naći u njihovoj strukturi, od kojih je izvedena njihova glavna klasifikacija, i to:

• Galacto gliceroliidi: imaju ostatke galaktoze u svom ugljikohidratnom dijelu. Hidrofobna regija se sastoji od molekula diacilglicerola ili alkil acilglicerola.
• Glicerol glikozidi: oni imaju ostatke glukoze u polarnoj glavi, a hidrofobna regija se sastoji samo od alkil-acilglicerola.
• Sulfo gliceroliidi: oni mogu biti ili galaktozni gliceroliidi ili glikolni glikozidi s ugljikovim spojevima vezanim za sulfatne skupine, koji im daju karakteristiku "kiselog" i razlikuju ih od neutralnih glikoglicerida (galaktogli i gliko-glikol lipida).

glucosphingolipids

Ovi lipidi imaju kao molekulu "kostur" dio ceramida koji može imati različite molekule masnih kiselina.

Oni su vrlo varijabilni lipidi, ne samo u smislu sastava njihovih hidrofobnih lanaca, već iu odnosu na ostatke ugljikohidrata u njihovim polarnim glavama. Obiluju u mnogim tkivima sisavaca.

Njegova klasifikacija se temelji na tipu supstitucije ili na identitetu saharidnog dijela, a ne na području sastavljenom od hidrofobnih lanaca. Prema vrstama supstitucije, klasifikacija ovih sfingolipida je sljedeća:

Neutralni glikosfingolipidi: one koje sadrže u saharidnom dijelu heksoze, N-acetil heksosaminas i metil pentozu.

Vi sulfatid: su glikozfingolipidi koji sadrže sulfatne estere. Oni imaju negativan naboj i posebno su bogati mijelinskim omotačima u moždanim stanicama. Najčešće one imaju ostatak galaktoze.

gangtiozidom: također poznati kao sialosil glikolipidi, oni koji sadrže sijaličnu kiselinu, tako da su također poznati kao kiseli glikofosfolipidi.

Fosfoinozitidu glikolipide: kostur se sastoji od fosfoinozitid-ceramida.

Glucofosfatidilinositoles

To su lipidi koji se obično smatraju stabilnim sidrima za proteine ​​u lipidnom dvosloju. Oni se dodaju post-translacijski u C-terminalni kraj mnogih proteina koji se tipično nalaze sučelice vanjskoj strani citoplazmatske membrane.

Sastoje se od glukanskog centra, fosfolipidnog repa i fosfoetanolaminskog dijela koji ih veže zajedno.

struktura

Glikolipidi mogu imati saharidne dijelove vezane na molekulu pomoću N- ili O-glikozidnih veza, pa čak i kroz ne-glikozidne veze, kao što su esterske ili amidne veze..

Saharidni dio je vrlo varijabilan, ne samo u strukturi nego u sastavu. Ovaj saharidni dio može biti sastavljen od mono-, di-, oligo- ili polisaharida različitih tipova. Oni mogu imati amino šećere, pa čak i kisele, jednostavne ili razgranate šećere.

Dalje, kratak opis opće strukture tri glavne klase glikolipida:

glycoglycerolipids

Kao što je ranije spomenuto, kod životinja glikoglicerolipidi mogu imati ostatke galaktoze ili glukoze, fosfatirane ili ne. Lanci masnih kiselina u tim lipidima su između 16 i 20 atoma ugljika.

U galakto glicerolipidima, veza između šećera i lipidnog kostura odvija se kroz β-glukozidne veze između C-1 galaktoze i C-3 glicerola. Druga dva ugljika glicerola su ili esterificirana s masnim kiselinama ili je C1 zamijenjen alkilnom skupinom i C2 s acilnom skupinom.

Obično se opaža jedan ostatak galaktoze, iako je opisano postojanje digalakoglycerolipida. Kada je riječ o slufogalactoglicerolípido, normalno je da je sulfatna skupina u C-3 ostatka galaktoze.

Struktura glikoproteinskog glikoproteina je malo drugačija, pogotovo što se tiče broja glukoznih ostataka koji mogu biti do 8 ostataka povezanih zajedno vezama tipa a (1-6). Molekula glukoze koja služi kao most do lipidnog kostura povezana je s njom pomoću a (1-3) veze.

U sulfoglukoglizeripilidima sulfatna se skupina veže na ugljik u položaju 6 terminalnog ostatka glukoze..

glucosphingolipids

Kao i drugi sfingolipidi, glikozfingolipidi su izvedeni iz kondenziranog L-serina s dugolančanom masnom kiselinom koja tvori sfingozidnu bazu poznatu kao sfingozin. Kada se ugljik 2 sfingozina veže na drugu masnu kiselinu, dobiva se ceramid, što je uobičajena osnova za sve sfingolipide..

Ovisno o tipu sfingolipida oni se sastoje od ostataka D-glukoze, D-galaktoze, N-acetil-D-galaktozamina i N-acetilglukozamina, kao i sialične kiseline. Gangliozidi su možda najraznovrsniji i složeniji u smislu grana oligosaharidnih lanaca.

Glucofosfatidilinositoles

U tim glikolipidima ostaci glukanskog centra (glukozamin i manoza) mogu se modificirati na različite načine dodavanjem skupina fosfoetanolamina i drugih šećera. Ova sorta osigurava veliku strukturalnu složenost koja je važna za njegovo umetanje u membranu.

Biljni glikolipidi

Kloroplasti mnogih algi i viših biljaka obogaćeni su galakto-glicerolipidima koji imaju neutralna svojstva slična onima kod cerebrozida kod životinja. Mono- i digalaktolipidi su β-vezani na digliceridni dio, dok su sulfolipidi derivati ​​samo za a-glukozu..

Bakterijski glikolipidi

U bakterijama su glikozil gliceridi strukturno analogni fosfogliceridima životinja, ali sadrže ostatke ugljikohidrata vezanih glikozilacijom na položaju 3 sn-1,2-diglicerida. Derivati ​​aciliranih šećera ne sadrže glicerol, već masne kiseline izravno povezane s šećerima.

Najčešći ostaci saharida među bakterijskim glikolipidima su galaktoza, glukoza i manoza.

funkcije

Kod životinja, glikolipidi imaju važnu ulogu u komunikaciji stanica, diferencijaciji i proliferaciji, onkogenezi, električnom odbijanju (u slučaju polarnih glikolipida), staničnoj adheziji, između ostalih..

Njegova prisutnost u mnogim staničnim membranama životinja, biljaka i mikroorganizama objašnjava njegovu važnu funkciju, koja se posebno odnosi na svojstva višenamjenskih lipidnih splavova..

Ugljikohidratni dio glikosfingolipida je determinanta antigenosti i imunogenosti stanica koje ga nose. Može biti uključen u međustanične procese prepoznavanja, kao iu stanične "društvene" aktivnosti.

Galakto glicerolipidi u biljkama, s obzirom na njihovu relativnu zastupljenost u biljnim membranama, imaju važnu ulogu u utvrđivanju karakteristika membrane kao stabilnosti i funkcionalne aktivnosti mnogih membranskih proteina..

Funkcija glikolipida u bakterijama je također raznolika. Za poboljšanje stabilnosti dvosloja potrebne su neke od glikoglicerapila. Oni također služe kao prekursori drugim membranskim komponentama i također podržavaju rast anoksije ili nedostatka fosfata.

GPI sidra ili glikozidilfosfatidilinozitoli su također prisutni u lipidnim splavovima, sudjeluju u prijenosu signala, u patogenezi mnogih parazitskih mikroorganizama i u orijentaciji apikalne membrane.

Može se reći da opće funkcije glikolipida, kako u biljkama, tako i kod životinja i bakterijama, odgovaraju utvrđivanju stabilnosti i fluidnosti membrane; sudjelovanje u specifičnim interakcijama lipidnih proteina i prepoznavanju stanica.

reference

1. Abdel-mawgoud, A.M., & Stephanopoulos, G. (2017). Jednostavni glikolipidi mikroba: kemija, biološka aktivnost i metabolički inženjering. Sintetička i sustavna biotehnologija, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molecular Biology of the Cell (6. izd.). New York: znanost o Garlandu.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., i Kiso, M. (2007). Sinteza glikolipida. Istraživanje ugljikohidrata, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Lipidi biljnih membrana. Annu. Plant. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y.N.H., & Slomiany, A. (1987). Glikoglycerolipidi životinja. Lipid Res., 26, 29-51.
Holzl, G., & Dormann, P. (2007). Struktura i funkcija glikoglicerida u biljkama i bakterijama. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Biosinteza i biološka funkcija sulfoglikolipida. Proc. Buli.Chcm.Soc.Jpn. Acad. Ser B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sfingolipidna biokemija. (D. Hanahan, ur.), Handbook of Lipid Research 3 (1. izd.).
9. Koynova, R., & Caffrey, M. (1994). Faze i fazni prijelazi glikoglycerolipida. Chemistry and Physics of Lipids, 69, 181-207.
10. Law, J. (1960). Glikolipide. Godišnje recenzije, 29, 131-150.
11. Paulick, M.G., & Bertozzi, C.R. (2008). Sidro glikozilfosfatidilinozitola: kompleksno membransko sidrenje. Biochemistry, 47, 6991-7000.