Globosides struktur, biosyntese, funktioner og patologier



den globosides De er en type sphingolipid tilhører den heterogene familie af glycosphingolipider og er kendetegnet ved at have i sin struktur en polær gruppe bestående af komplekse struktur glycaner bundet til et ceramid skelettet af en glycosidbinding B-.

De falder inden serien "ballon" af glycosphingolipider ved tilstedeværelsen af ​​en central struktur i det generelle Galα4Galβ4GlcβCer, og generelt nomenklatur er baseret på antallet og typen af ​​sukkerrester af de polære hoveder.

I modsætning til andre sphingolipider, de globosides er normale bestanddele af cellemembranerne i mange pattedyr nervøse ingen systemiske organer. For eksempel nyrerne, tarmene, lungerne, binyrerne og erythrocytter.

Som alle membranlipider har globider vigtige strukturelle funktioner i dannelsen og ordenen af ​​lipid-bilayere..

Dog, og i modsætning til deres modstykker sure eller phosphorylerede, funktionen af ​​globosides ikke er relateret til såvel produktion af signalmolekyler, men snarere med deres deltagelse som en del af glycokonjugater i plasmamembranen.

indeks

  • 1 struktur
  • 2 Biosyntese
    • 2.1 Tilsætning af kompleksitet
  • 3 Placering
  • 4 funktioner
  • 5 relaterede patologier
    • 5,1 Fabry-sygdom
    • 5.2 Sandhoff's sygdom
  • 6 referencer

struktur

De deler nogle strukturelle og funktionelle ligheder med de øvrige medlemmer af gruppen af ​​glycosphingolipider: cerebrosider, gangliosider og sulfatider; blandt dem sammensætningen af ​​hovedskeletet og biprodukterne af dets metabolisme.

Dog globosides afvige fra sure glycosphingolipider (som gangliosid) til opladning deres kulhydrat polære grupper, da de er elektrisk neutrale ved fysiologisk pH, som synes at have betydelige virkninger for dens funktion som en del af den ekstracellulære matrix.

Disse polære hovedgrupper har typisk mere end to sukkermolekyler, blandt hvilke er almindeligt D-glucose, D-galactose og N-acetyl-D-galactosamin, og i mindre grad fucose og N-acetylglucosamin.

Som tilfældet med de andre sphingolipider, kan de globosides være meget forskellige molekyler, enten overvejer flere kombinationer af fedtsyrer bundet til rygraden i sphingosin eller mulige variationer i oligosaccharidkæder den hydrofile del.

biosyntese

Ruten begynder med syntesen af ​​ceramid i det endoplasmatiske retikulum (ER). Først dannes sfingosinskeletet ved kondensation af et L-serin og et palmitoyl-CoA.

Ceramidet genereres senere ved virkningen af ​​ceramidsyntase-enzymerne, som kondenserer et andet molekyle fedtsyre-CoA med sphingosinskeletet i carbonet i position 2.

Selv i ER kan ceramider produceret modificeres ved tilsætning af en galactoserest til dannelse ceramider galacto (GalCer), eller kan i stedet transporteres til Golgi-komplekset ved virkningen af ​​overførsel proteiner af ceramider (CERT ) eller via vesikulær transport.

I Golgi-komplekset kan ceramider glycosyleres til fremstilling af gluco ceramider (GlcCer).

Tilsætning af kompleksitet

GlcCer fremstilles på det tidlige Golgi-cytosoliske ansigt. Det kan derefter transporteres til luminale side af komplekset og efterfølgende glykosyleres af specifikke glycosidase enzymer, der frembringer mere komplekse glycosphingolipider..

De fælles forstadier af alle glycosphingolipider syntetiseres i Golgi-komplekset ved virkningen af ​​glycosyltransferaser fra GalCer eller GlcCer.

Disse enzymer overfører specifikke carbohydrater fra de egnede nukleotidsukker: UDP-glucose, UDP-galactose, CMP-sialinsyre osv..

Når GlcCeren passerer gennem Golgi-vesikulært trafiksystem, galactosyleres det for at producere lactosylceramid (LacCer). LacCer er forgreningspunktet hvorfra forstadier syntetiseres fra de andre glycosphingolipider, dvs. molekylet, som mere neutrale polære rester tilsættes efterfølgende sukkerarter. Disse reaktioner katalyseres af specifikke globidosidsyntaser.

placering

Disse lipider findes hovedsageligt i humane væv. Som mange glycosphingolipider beriges globose på ydersiden af ​​plasmamembranen i mange celler.

De er særligt vigtige i humane erythrocytter, hvor de repræsenterer den primære type celleoverfladeglycolipid.

Som bemærket ovenfor, de er en del af sættet af glycokonjugater plasmamembraner af mange ikke-neurale organer, primært nyrer.

funktioner

Globosidernes funktioner er endnu ikke blevet klarlagt, men det er kendt, at nogle arter øger celleproliferation og bevægelighed i modsætning til inhiberingen af ​​disse hændelser forårsaget af nogle gangliosider.

En glycosyleret tetra globosid, den GB4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), arbejder på de ikke-følsomme strukturelle forstyrrelser af erythrocytter anerkendelse under celleadhæsionsprocesser.

Nylige undersøgelser har bestemt GB4 involvering i aktiveringen af ​​ERK-protein i carcinomcellelinjer, hvilket kan betyde deltagelse i tumor initiering. Disse proteiner hører til signalering kaskade af mitogenaktiveret proteinkinase (MAPK), bestående af Raf, MEK og ERK elementer.

Deltagelse er blevet rapporteret som receptorer for nogle bakterielle toxiner Shiga familie, nemlig globosid Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), også kendt som CD77, udtrykkes på umodne B-celler; også som receptorer til hiv-adhæsionsfaktoren (gp120) og synes at have konsekvenser for visse typer kræft og andre sygdomme.

Relaterede patologier

Der er mange typer af lipidose hos mennesker. Globosider og deres metaboliske veje er relateret til to sygdomme i særdeleshed: Fabry sygdom og Sandhoff sygdom.

Fabry sygdom

Det refererer til en arvelig systemisk lidelse forbundet med køn, set for første gang hos patienter med flere violet pletter i navlestregionen. Det påvirker organer som nyrer, hjerte, øjne, ekstremiteter, en del af det gastrointestinale og nervesystemet.

Den er produktet af en metabolisk defekt i ceramid trihexosidase enzym ansvarlig for hydrolysen af ​​trihexosiceramida, en mellemmand katabolisme globosides og gangliosider, hvilket resulterer i en ophobning af disse glycolipider i væv.

Sandhoff sygdom

Denne patologi blev oprindeligt beskrevet som en variant af Tay-Sachs-sygdom relateret til metabolismen af ​​gangliosider, men dette frembyder også akkumulering af globidos i indvolde. Det er en arvelig forstyrrelse med autosomale recessive mønstre, som gradvist ødelægger neuroner og rygmarv.

Det har at gøre med fraværet af A- og B-formerne af enzymet β-N-acetylhexosaminidase på grund af mutationer i genet HEXB. Disse enzymer er ansvarlige for et af nedbrydningstrinnene i nogle glycosphingolipider.

referencer

  1. Bieberich, E. (2004). Integration af glycosphingolipidmetabolisme og celleflytbeslutninger i kræft og stamceller: Gennemgang og hypotese. Glycoconjugate Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Enzymatisk Defekt i Fabrys sygdom. New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipider: syntese og funktioner. FEBS Journal, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Hjernesphingoglycolipider i Krabbe's globoidcelle leukodystrofi. Journal of Neurochemistry, jeg(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R., & Grant, C. W. M. (1997). Globoside som membranreceptor: En overvejelse af oligosaccharidkommunikation med det hydrofobe domæne †. Biokemi, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Sphingolipid og glycosphingolipid metaboliske veje i æra med sphingolipidomics. Kemiske anmeldelser, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J. A., & Hoe, J. (2012). Globosid fremmer aktivering af ERK ved interaktion med epidermal vækstfaktorreceptoren. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  USA Department of Health & Human Services (2008). Genetik Home Reference Sandhoff sygdom. Hentet fra www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). En ny variant af Sandhoffs sygdom. Pediat. oksekød., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Sandhoff Disease. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Polære lipider i kosmetik: Nylige tendenser i udvinding, separation, analyse og hovedanvendelser. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Struktur af Main Globoside af Human Erythrocytter. Journal of Biochemistry, 52(3).