Glükolipidek osztályozása, szerkezete és funkciói

az glikolipidek ezek poláros fejcsoportokban szénhidrátokkal rendelkező membrán lipidek. A membrán lipidek között a leginkább aszimmetrikus eloszlást mutatják, mivel kizárólag a sejtmembránok külső monorétegében találhatók, különösen a plazmamembránban..

A legtöbb membrán lipidhez hasonlóan a glikolipidek egy hidrofób régióval rendelkeznek, amelyek apoláris szénhidrogén-farokból és egy poláris fejből vagy régióból állnak, amely a szóban forgó glikolipidtől függően különböző molekulákból állhat..

A glikolipidek olyan egysejtű szervezetekben találhatók, mint a baktériumok és az élesztő, valamint az olyan szervezetekben, mint az állatok és növények..

Állati sejtekben a glikolipidek főként egy szfingozin vázból állnak, míg a növényekben a két leggyakoribb a digliceridek és a szulfonsav-származékok. A baktériumokban glükozil-gliceridek és acilezett cukrok származékai vannak.

A növényekben a glikolipidek a kloroplasztikus membránokban koncentrálódnak, míg állatokban a plazmamembránban bőséges. A glikoproteinek és a proteoglikánok mellett a glikolipidek fontos szerepet játszanak a glycocalyx-ban, ami számos sejtfolyamatban elengedhetetlen..

A glikolipidek, különösen az állati sejtek, a szénhidrátcsoportjaik és a zsírsav-láncaik között van der Waals-erők közötti hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Ezek a lipidek lipid tutajként ismert membránszerkezetekben vannak, amelyek több funkcióval rendelkeznek.

A glikolipidek funkciói többek, de eukariótákban a plazmamembrán külső oldalán található elhelyezkedése több szempontból is releváns, különösen a kommunikációs, adhéziós és sejt differenciálódási folyamatokban..

index

• 1 Osztályozás
  • 1.1 Glikogliceripid
  • 1.2 Glikoszfingolipidek
  • 1.3 Glucofosfatidilinositolok
• 2 Szerkezet
  • 2.1 Glikoglicerin-lipidek
  • 2.2 Glikoszfingolipidek
  • 2.3 Glucofosfatidilinositolok
  • 2.4 Növényi glikolipidek
  • 2.5 Bakteriális glikolipidek
• 3 Funkciók
• 4 Referenciák

besorolás

A glikolipidek olyan glikokonjugátumok, amelyek nagyon heterogén molekulacsoportot alkotnak, amelynek közös jellemzője a glikozidkötésekhez kapcsolódó szacharidmaradékok jelenléte egy hidrofób csoporthoz, amely lehet acil-glicerin, ceramid vagy prenil-foszfát..

Osztályozása a molekuláris csontvázon alapul, amely a hidrofób és a poláris régiók közötti híd. Tehát a csoport azonosságától függően:

Glicoglicerolípido

Ezek a glikolipidek, mint a glicerinipidek, egy csontváz-diacil-glicerint vagy monoalkil-monoacil-glicerint tartalmaznak, amelyhez a cukormaradékokat glikozidkötések kötik össze.

A glikogliceridek viszonylag egyenletesek a szénhidrát összetétel szempontjából, és a struktúrájukban galaktóz vagy glükózmaradványok találhatók, amelyekből fő osztályozásuk származik, nevezetesen:

• Galakto-glicerolipidek: szénhidrát részükben galaktózmaradékok vannak. A hidrofób régió diacil-glicerin vagy alkil-acil-glicerin-molekula.
• Glicerin-glikozidok: ezeknek a poláris fejükben glükózmaradékuk van, és a hidrofób régió csak alkil-acil-glicerinből áll..
• Sulfo-glicerolipidek: lehetnek galaktóz-glicerinipidek vagy glikol-glikozidok, amelyek szulfát-csoportokhoz kapcsolódnak, és ezek a savas savakra jellemzőek, és megkülönböztetik őket a semleges glükoglicerin-lipidektől (galakto- és glikolol-lipidek)..

glucosphingolipids

Ezeknek a lipideknek molekula "csontváza" van egy ceramidrész egy része, amely különböző molekulatömegeket tartalmazhat.

Ezek rendkívül változó lipidek, nemcsak a hidrofób láncok összetétele szempontjából, hanem a poláros fejükben lévő szénhidrátmaradékok tekintetében is. Sok emlősszövetben gazdagok.

Osztályozása a helyettesítés típusán vagy a szacharid rész azonosságán alapul, nem pedig a hidrofób láncokból álló régióban. A szubsztitúciós típusok szerint ezek a szfingolipidek osztályozása a következő:

Semleges glikoszfingolipidek: azok, amelyek tartalmazzák a szacharid rész hexozákat, N-acetil-hexoszaminokat és metil-pentoszokat.

Ön szulfatid: a szulfát-észtereket tartalmazó glikoszfingolipidek. Negatív töltéssel rendelkeznek, és különösen bővelkednek az agysejtekben a mielin hüvelyekben. A leggyakoribbak galaktózmaradékot tartalmaznak.

gangliozid szialozil-glikolipidekként is ismertek, amelyek sialinsavat tartalmaznak, ezért savas glikoszfingolipidekként is ismertek..

Foszfoinozitid-glikolipidek: a csontváz foszfoinozitid-ceramidokból áll.

Glucofosfatidilinositoles

Ezek lipidek, amelyeket általában a lipid kettősrétegben lévő fehérjék stabil horgonyaként ismerünk. Ezeket a transzláció után sok olyan fehérje C-terminális végéhez adjuk, amelyek tipikusan a citoplazmatikus membrán külső felületével szemben találhatók..

Ezek egy glükánközpontból, egy foszfolipid farokból és egy foszforetanol-amin-csoportból állnak, amelyek egymáshoz kötődnek.

struktúra

A glikolipidek lehetnek a szacharid-csoportok, amelyek a molekulához kapcsolódnak N- vagy O-glikozid kötésekkel, és még a nem-glikozid kötéseken keresztül is, mint például az észter- vagy amidkötések.

A szacharidrész nagyon változó, nemcsak szerkezetben, hanem összetételben is. Ez a szacharidrész különböző típusú mono-, di-, oligo- vagy poliszacharidokból állhat. Aminosav- és még savas, egyszerű vagy elágazó láncú cukrot is tartalmazhatnak.

Ezután röviden ismertetjük a glikolipidek három fő osztályának általános szerkezetét:

glycoglycerolipids

Mint korábban említettük, az állatokban a glikogliceridek galaktóz vagy glükózmaradékok lehetnek, amelyek foszfáttak vagy nem. Ezeknek a lipideknek a zsírsavláncai 16 és 20 szénatomosak.

A galakto glicerinben a cukor és a lipidváz közötti összefüggés β-glükozid kötéseken keresztül megy végbe a galaktóz C-1 és a glicerin C-3 között. A glicerin másik két szénatomja vagy zsírsavakkal észterezett, vagy C1 helyettesített alkilcsoporttal és C2 acilcsoporttal..

Általában egyetlen galaktóz-maradékot figyeltek meg, bár a digalaktogliceripidek létezéséről számoltak be. Ha a szulfogalaktoglicerolípido, általában a szulfátcsoport a galaktóz maradék C-3-ban van..

A glikoprotein glikoprotein szerkezete egy kicsit más, különösen a glükózmaradványok számát tekintve, amelyek legfeljebb 8 aminosavat kapcsolódhatnak össze az a (1-6) típusú kötésekkel. A glükózmolekula, amely hídként szolgál a lipidvázhoz, egy (1-3) kötéssel kapcsolódik hozzá.

A szulfoglucoglycerolipidekben a szulfátcsoport kötődik a terminális glükózmaradék 6. helyzetében lévő szénhez.

glucosphingolipids

A többi szfingolipidhez hasonlóan a glikoszfingolipidek egy kondenzált L-szerinből származnak egy hosszú láncú zsírsavval, amely szfingoidként ismert szfingoid bázist képez. Amikor a szfingozin 2 szénatomja egy másik zsírsavhoz kötődik, egy ceramid keletkezik, amely az összes szfingolipid közös alapja..

A szfingolipid típusától függően ezek D-glükóz, D-galaktóz, N-acetil-D-galaktozamin és N-acetil-glükózamin, valamint sziálsav maradványaiból állnak. A gangliozidok talán a legkülönbözőbbek és összetettebbek az oligoszacharid láncok ágai szempontjából.

Glucofosfatidilinositoles

Ezekben a glikolipidekben a glükán centrum (glükózamin és mannóz) maradékai különböző módon módosíthatók foszfoetanol-amin-csoportok és más cukrok hozzáadásával. Ez a fajta nagy szerkezeti komplexitást biztosít, ami fontos a membránba történő beillesztés szempontjából.

Növényi glikolipidek

Számos algák és magasabb növények kloroplasztjait galakto-glicerinnel gazdagítják, amelyek semleges tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az állatok cerebroszidjai. A mono- és digalaktolipidek β-kötődnek egy diglicerid-csoporthoz, míg a szulfolipidek csak a-glükóz-származékok..

Bakteriális glikolipidek

A baktériumokban a glikozil-gliceridek szerkezetileg analógok az állati foszfogliceridekkel, de tartalmaznak szénhidrát-maradékokat, amelyeket glükozilezéssel kötnek össze a sn-1,2-diglicerid 3. pozíciójában. Az acilezett cukrok származékai nem tartalmaznak glicerint, hanem a cukrokhoz közvetlenül kapcsolódó zsírsavat.

A leggyakoribb szacharidmaradékok a baktériumok glikolipidjei között a galaktóz, glükóz és mannóz.

funkciók

Állatokban a glikolipidek fontos szerepet játszanak a sejtkommunikációban, a differenciálódásban és a proliferációban, az onkogenezisben, az elektromos repulziókban (a poláris glikolipidek esetében), a sejtadhézióban..

Az állatok, növények és mikroorganizmusok számos sejtmembránjában való jelenléte fontos funkcióját képviseli, ami különösen a többfunkciós lipid tutajok tulajdonságaihoz kapcsolódik..

A glikoszfingolipidek szénhidrát része meghatározza az azt hordozó sejtek antigenitását és immunogenitását. Ez részt vehet az intercelluláris felismerési folyamatokban, valamint a celluláris "társadalmi" tevékenységekben.

A növényekben levő galacto-glicerin a növényi membránok viszonylagos bősége miatt fontos szerepet játszik a membrán jellemzőinek megállapításában, mint számos membránfehérje stabilitása és funkcionális aktivitása..

A glikolipidek funkciója a baktériumokban is változatos. A glikogliceridek egy része szükséges a kétréteg stabilitásának javításához. Más membrán komponensek prekurzoraként is szolgálnak, és az anoxia vagy foszfáthiány növekedését is támogatják.

A GPI horgonyok vagy glikozidil-foszfatidilinozitolok szintén jelen vannak a lipid tutajokban, részt vesznek a jelátvitelben, számos parazita mikroorganizmus patogenezisében és az apikális membrán orientációjában..

Ezután elmondható, hogy a glikolipidek általános funkciói mind a növényekben, mind az állatokban és a baktériumokban megfelelnek a membrán stabilitásának és folyékonyságának; részvétel a specifikus lipid-fehérje kölcsönhatásokban és a sejtek felismerésében.

referenciák

1. Abdel-mawgoud, A.M. és Stephanopoulos, G. (2017). A mikrobák egyszerű glikolipidjei: kémia, biológiai aktivitás és metabolikus mérés. Szintetikus és rendszerek biotechnológia, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., és Walter, P. (2015). A sejt molekuláris biológiája (6. kiadás). New York: Garland Tudomány.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., és Kiso, M. (2007). Glikolipidek szintézise. Carbohydrate Research, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Növényi membrán lipidek. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y. U. N. H. és Slomiany, A. (1987). Állati glikogliceripidek. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., és Dormann, P. (2007). A növényekben és baktériumokban lévő glikoglicerin-lipidek szerkezete és működése. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). A szulfoglikolipidek bioszintézise és biológiai funkciója. Proc. Jpn. Acad. Ser. B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J. és Hakomori, S. (1983). Sphingolipid biokémia. (D. Hanahan, szerk.), Lipid Research Handbook 3 (1. kiadás).
9. Koynova, R. és Caffrey, M. (1994). A glikogliceripidek fázisai és fázisátmenetei. Kémia és fizika Lipids, 69, 181-207.
10. Law, J. (1960). Glikolipidekhez. Éves beszámolók, 29, 131-150.
11. Paulick, M. G. és Bertozzi, C. R. (2008). A glikozil-foszfatidilinozitol-horgony: komplex membrán-rögzítés. Biochemistry, 47, 6991-7000.