Globozidok szerkezete, bioszintézis, funkciók és patológiák



az globosides a glikoszfingolipidek heterogén családjába tartozó szfingolipidek egyfajta csoportja, és jellemzik, hogy szerkezeteikben egy poláris csoport, amely komplex szerkezetű glikánokból áll, amelyeket B-glikozid kötéssel egy ceramid-vázhoz kapcsolnak.

Ezek a glikoszfingolipidek "ballon" sorozatába sorolhatók a Galα4Galβ4GlcβCer általános formájú központi struktúra jelenlétében, és általában a nómenklatúrájuk a poláris fejek cukros maradékainak számán és típusán alapul..

Más szfingolipidekkel ellentétben a globozidok számos emlős nem-idegrendszeri szervei sejtmembránjainak normális összetevői. Például a vesék, a bél, a tüdő, a mellékvesék és az eritrociták.

Mint minden membrán lipidhez, a globidok fontos szerkezeti funkciókkal rendelkeznek a lipid kettősrétegek kialakításában és rendezésében..

Ellentétben a savas vagy foszforilált kollégáikkal, a gömb szerepe nem kapcsolódik a jelző molekulák előállításához, hanem inkább a plazmamembránban lévő glikokonjugátumok részeként való részvételéhez..

index

  • 1 Szerkezet
  • 2 Bioszintézis
    • 2.1 Komplexitás hozzáadása
  • 3 Elhelyezkedés
  • 4 Funkciók
  • 5 Kapcsolódó patológiák
    • 5.1 Fabry-betegség
    • 5.2 Sandhoff betegsége
  • 6 Referenciák

struktúra

A glikoszfingolipidek csoportjának többi tagjához hasonló szerkezeti és funkcionális hasonlóságok vannak: cerebroszidok, gangliozidok és szulfatidok; köztük a fő csontváz összetétele és az anyagcsere melléktermékei.

A globozidok azonban a savas glikoszfingolipidek (például gangliozidok )tól eltérőek a szénhidrát poláris csoportok töltése tekintetében, mivel fiziológiás pH-nál elektromosan semlegesek, ami úgy tűnik, erősen befolyásolja az extracelluláris mátrix részeként betöltött funkcióikat..

Ezek a poláris fejcsoportok általában több mint két cukormolekulát tartalmaznak, amelyek közül általában D-glükóz, D-galaktóz és N-acetil-D-galaktózamin, és kisebb mértékben fukóz és N-acetil-glükózamin.

A többi szfingolipidhez hasonlóan a globozidok nagyon különböző molekulák lehetnek, akár figyelembe véve a szfingozin csontvázhoz kapcsolódó zsírsavak többszörös kombinációit, akár a hidrofil rész oligoszacharidláncainak lehetséges variációit..

bioszintézis

Az út a ceramid szintézisével kezdődik az endoplazmatikus retikulumban (ER). Először a szfingozin vázát egy L-szerin és egy palmitoil-CoA kondenzációjával állítják elő..

A ceramidot később a ceramid szintáz enzimek hatására állítják elő, amelyek egy másik zsírsav-molekulát kondenzálnak a szfingozin vázzal a 2. pozícióban.

Még az ER-ben is előállítható, hogy az előállított ceramidok galakto-zid hozzáadásával módosíthatók galakto-ceramidok (GalCer) előállítására, vagy a Golgi komplexbe, vagy a keramid transzfer fehérjék (CERT) hatására szállíthatók. ) vagy vezikuláris szállítással.

A Golgi-komplexben a ceramidok glükozilezhetők, hogy glüko-ceramidokat állítsanak elő (GlcCer)..

Komplexitás hozzáadása

A GlcCer a korai Golgi citoszolikus arcán keletkezik. Ezután a komplex luminális oldalára szállítható, majd specifikus glikozidáz enzimekkel glikozilezhető, amelyek komplexebb glikoszfingolipideket termelnek..

Az összes glikoszfingolipid közös prekurzorait a Golgi komplexben a GalCer vagy a GlcCer glikozil-transzferázok hatásával szintetizáljuk..

Ezek az enzimek specifikus szénhidrátokat szállítanak a megfelelő nukleotid cukrokból: UDP-glükóz, UDP-galaktóz, CMP-sziálsav stb..

Amikor a GlcCer áthalad a Golgi vezikuláris forgalmi rendszeren, akkor galaktozilálódik, hogy laktozilceramidot (LacCer) állítson elő. A LacCer az az elágazási pont, ahonnan a többi glikoszfingolipid prekurzorai szintetizálódnak, azaz a molekula, amelyhez később semlegesebb poláris cukrokat adunk. Ezeket a reakciókat specifikus globidozid szintázok katalizálják.

elhelyezkedés

Ezek a lipidek főleg humán szövetekben találhatók. Mint sok glikoszfingolipid, a gömböcskék sok sejt sejtmembránjának külső oldalán gazdagodnak.

Ezek különösen fontosak a humán eritrocitákban, ahol a sejtfelszíni glikolipid fő típusát képviselik.

Továbbá, amint azt fentebb említettük, számos nem idegrendszer, főként a vesék plazmamembránjainak glükokonjugátumai..

funkciók

A globozidok funkcióit eddig nem teljesen tisztázták, de ismert, hogy egyes fajok fokozzák a sejtproliferációt és a mozgékonyságot, ellentétben a gangliozidok által okozott ilyen események gátlásával..

A Gb4 glikozilezett tetra-globozid (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer) a sejtadhéziós folyamatok során az eritrociták szerkezeti zavarainak helyérzékeny felismerésében működik..

A közelmúltban végzett vizsgálatok meghatározzák a Gb4 bevonását az ERK fehérjék aktiválásába karcinóma sejtvonalakban, ami azt jelentheti, hogy ezek részt vesznek a tumor iniciálásában. Ezek a fehérjék a mitogén-aktivált protein kinázok (MAPK) jelátviteli kaszkádjába tartoznak, amelyek a Raf, MEK és ERK elemekből állnak..

Részt vettek a Shiga család egyes bakteriális toxinjainak receptoraként, nevezetesen a Gb3 gömb (Galα4Galβ4GlcβCer), amelyet CD77-ként is ismertek, éretlen B sejtekben expresszálva; a HIV-adhéziós faktor (gp120) receptorai, és úgy tűnik, hogy bizonyos ráktípusokra és más betegségekre hatnak..

Kapcsolódó patológiák

Számos típusú lipidózis létezik az emberekben. A globozidok és azok metabolikus útvonalai különösen két betegséghez kapcsolódnak: Fabry-betegség és Sandhoff-betegség.

Fabry-betegség

Olyan örökletes szisztémás rendellenességre utal, amely a köldök régióban több lila foltokkal rendelkező betegeknél először látható. Olyan szerveket érinti, mint a vesék, a szív, a szem, a végtagok, a gasztrointesztinális és idegrendszer egy része..

A ceramid-trihexozidáz enzim metabolikus hibájának eredménye, amely felelős a trihexosiceramid hidrolíziséért, a globidok és gangliozidok katabolizmusának közvetítőjével, ami ezeknek a glikolipideknek a szövetekben történő felhalmozódását okozza..

Sandhoff-betegség

Ezt a patológiát kezdetben a Tay-Sachs-betegség változataként írták le, amely a gangliozidok anyagcseréjéhez kapcsolódik, de ez is mutatja a globidok felhalmozódását a belső viszkerekben. Ez egy örökletes rendellenesség, amelynek autoszomális recesszív mintázata fokozatosan elpusztítja a neuronokat és a gerincvelőt.

Ez az β-enzim A- és B-formáinak hiányával kapcsolatos-N-acetil-hexozaminidáz a gén mutációi miatt HEXB. Ezek az enzimek felelősek bizonyos glikoszfingolipidek egyik lebomlási lépéséért.

referenciák

  1. Bieberich, E. (2004). A glikoszfingolipid anyagcsere és a sejtes sors döntéseinek integrálása a rákban és az őssejtekben: felülvizsgálat és hipotézis. Glycoconjugate Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A. és Laster, L. (1967). Fabry-betegségben az enzimhiba. A New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L. és Russo, D. (2013). Glikoszfingolipidek: szintézis és funkciók. A FEBS folyóirat, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y. és Suzuki, K. (1971). Agyi szfingoglikolipidek a Krabbe globoid sejt leukodystrophiájában. Journal of Neurochemistry, én(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R. és Grant, C. W. M. (1997). Globozid mint membránreceptor: az oligoszacharid kommunikációjának vizsgálata a hidrofób doménnel †. biokémia, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Spingolipid és glikoszfingolipid anyagcsere útvonalak a szfingolipidomika korában. Vegyi vélemények, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J. A., és Hoe, J. (2012). A globozid elősegíti az ERK aktiválódását az epidermális növekedési faktor receptorral való kölcsönhatás révén. Biochimica és Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  US Egészségügyi és Humán Szolgáltatások Tanszék (2008). Genetics Home Reference Sandhoff betegség. A www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition webhelyről
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J. és Tibbles, J. (1974). A Sandhoff-betegség új változata. Pediat. marhahús., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y. és Ogiu, T. (1981). Sandhoff-betegség. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., és Delannay, E. (2018). Poláris lipidek kozmetikumokban: az extrakció, a szétválasztás, az elemzés és a fő alkalmazások legújabb trendjei. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., és Kiso, N. (1962). A humán eritrociták fő globozidjának szerkezete. A biokémiai folyóirat, 52(3).