Globosiidide struktuur, biosüntees, funktsioonid ja patoloogiad



The globidosiidid on sfingolipiidide tüüp, mis kuulub glükosfingolipiidide heterogeensesse perekonda ja mida iseloomustab see, et nende struktuuris on polaarne rühm, mis koosneb kompleksse struktuuriga glükaanidest, mis on B-glükosiidsidemega seotud keramiidkarkassiga.

Need klassifitseeritakse glükosfingolipiidide "balloonide" seeriasse üldise vormi Galα4Galβ4GlcβCer keskse struktuuri juuresolekul ja nende nomenklatuur põhineb üldiselt polaarpeade suhkrusisalduste arvul ja tüübil..

Erinevalt teistest sfingolipiididest on globosiidid paljude imetajate mitte-närvisüsteemi süsteemsete organite rakumembraanide normaalsed koostisosad. Näiteks neerud, sool, kopsud, neerupealised ja erütrotsüüdid.

Nagu kõikidel membraanide lipiididel, on globiididel olulised struktuursed funktsioonid lipiidide kahekihiliste osakeste moodustamisel ja tellimisel..

Erinevalt nende happelistest või fosforüülitud vastanditest ei ole globoosi roll seotud signaalimolekulide tootmisega, vaid pigem nende osalemisega glükokonjugaatide osana plasmamembraanis..

Indeks

  • 1 Struktuur
  • 2 Biosüntees
    • 2.1 Keerukuse lisamine
  • 3 Asukoht
  • 4 Funktsioonid
  • 5 Seotud patoloogiad
    • 5.1 Fabry tõbi
    • 5.2 Sandhoffi tõbi
  • 6 Viited

Struktuur

Nad jagavad mõningaid struktuurilisi ja funktsionaalseid sarnasusi teiste glükosfingolipiidide grupi liikmetega: tserebrosiidid, gangliosiidid ja sulfatiidid; nende hulgas on peamise luustiku ja selle ainevahetuse kõrvalsaaduste koostis.

Globosiidid erinevad aga happelistest glükosfingolipiididest (nagu gangliosiidid) oma süsivesikute polaarsete rühmade laengu suhtes, kuna nad on füsioloogilises pH juures elektriliselt neutraalsed, mis näib omavat tugevat mõju nende funktsioonidele ekstratsellulaarse maatriksi osana..

Nendel polaarsetel pearühmadel on tavaliselt rohkem kui kaks suhkru molekuli, mille hulgas on tavaliselt D-glükoos, D-galaktoos ja N-atsetüül-D-galaktosamiin ning vähemal määral fukoos ja N-atsetüülglükoosamiin.

Nagu ka teiste sfingolipiidide puhul, võivad globosiidid olla väga erinevad molekulid, võttes arvesse sfingosiini skeleti külge kinnitatud rasvhapete mitmekordseid kombinatsioone või hüdrofiilse osa oligosahhariidahelate võimalikke variatsioone..

Biosüntees

See tee algab ceramiidi sünteesiga endoplasmaatilises retiikulumis (ER). Kõigepealt moodustatakse sfingosiini skelett L-seriini ja palmitoüül-CoA kondenseerumise teel..

Ceramiid genereeritakse hiljem keramiid-süntaaside ensüümide toimel, mis kondenseerivad teise rasvhappe-CoA molekuli sfingiin-skelettiga positsioonil 2..

Isegi ER-s saab toodetud tseramiide ​​modifitseerida, lisades galaktoosi jääki, et moodustada galakto-tseramiidid (GalCer), või neid võib transportida Golgi kompleksi või ceramiidi ülekandvalkude (CERT) toimel. ) või vesikulaarse transpordi abil.

Golgi kompleksis võib glükoosamiidide (GlcCer) saamiseks tseramiide ​​glükosüülida..

Keerukuse lisamine

GlcCer on toodetud varajase Golgi tsütosoolsel pinnal. Seejärel võib seda transportida kompleksi luminaalsesse külge ja seejärel glükosüülida spetsiifiliste glükosidaasensüümidega, mis tekitavad keerulisemaid glükosfingolipiide..

Kõigi glükosfingolipiidide ühised prekursorid sünteesitakse Golgi kompleksis glükosüültransferaaside toime kaudu GalCer'ist või GlcCer'ist..

Need ensüümid kannavad spetsiifilisi süsivesikuid sobivast nukleotiidsuhkrust: UDP-glükoos, UDP-galaktoos, CMP-siaalhape jne..

Kui GlcCer läbib Golgi vesikulaarse liiklussüsteemi, on see galaktosüülitud laktosüültseramiidi (LacCer) saamiseks. LacCer on haru punkt, kust sünteesitakse teiste glükosfingolipiidide prekursorid, st molekul, millele lisatakse hiljem neutraalsemad polaarsed suhkrud. Neid reaktsioone katalüüsivad spetsiifilised globidosiidi süntaasid.

Asukoht

Need lipiidid leitakse peamiselt inimese kudedes. Nagu paljud glükosfingolipiidid, rikastatakse globoosi paljude rakkude plasmamembraani välisküljel.

Need on eriti olulised inimese erütrotsüütides, kus nad esindavad rakupinna glükolipiidi peamist tüüpi.

Lisaks, nagu eespool mainitud, on nad paljude mittereserviaalsete organite, peamiselt neerude plasmamembraanide glükokonjugaatide komplekti osa..

Funktsioonid

Globosiidide funktsioone ei ole siiani täielikult selgitatud, kuid on teada, et mõned liigid suurendavad rakkude proliferatsiooni ja liikuvust, erinevalt nende sündmuste pärssimisest, mida põhjustavad mõned gangliosiidid..

Glükosüülitud tetra-globosiid, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), toimib erütrotsüütide struktuursete häirete paikse tundlikkuse tuvastamisel rakkude adhesiooniprotsesside ajal.

Hiljutised uuringud on määratlenud Gb4 osalemise ERK valkude aktiveerimisel kartsinoomi rakuliinides, mis võib tähendada nende osalemist kasvaja initsiatsioonis. Need valgud kuuluvad mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaaside (MAPK) signaaliülekande kaskaadile, mis koosneb elementidest Raf, MEK ja ERK..

Selle osalus on teatatud Shiga perekonna mõnede bakteriaalsete toksiinide retseptoritena, täpsemalt Gb3 globoos (Galα4Galβ4GlcβCer), tuntud ka kui CD77, mis on väljendatud ebaküpsetes B-rakkudes; samuti HIV-nakkusteguri (gp120) retseptoritena ja tundub olevat mõju teatud vähivormidele ja muudele haigustele..

Seotud patoloogiad

Inimestel on mitmeid lipiidide tüüpe. Globosiidid ja nende metaboolsed radad on seotud eelkõige kahe haigusega: Fabry tõbi ja Sandhoffi tõbi.

Fabry tõbi

See viitab sugulusega seotud pärilikule süsteemsele häirele, mida esimest korda vaadeldakse nabapiirkonnas mitme lilla laiguga patsientidel. See mõjutab selliseid elundeid nagu neerud, süda, silmad, jäsemed, osa seedetrakti ja närvisüsteemi..

Tegemist on ensüümi ceramiidi triheksosidaasi metaboolse defektiga, mis vastutab triheksositsamiidi hüdrolüüsi eest, mis on globiidide ja gangliosiidide katabolismi vahendaja, mis põhjustab nende glükolipiidide akumulatsiooni kudedes..

Sandhoffi haigus

Seda patoloogiat kirjeldati esialgu Tay-Sachsi haiguse variandina, mis on seotud gangliosiidide metabolismiga, kuid see näitab ka globidose kogunemist sisikonda. See on pärilik häire autosoomse retsessiivse mustriga, mis hävitab järk-järgult neuronid ja seljaaju.

See on seotud ensüümi β A- ja B-vormide puudumisega-N-atsetüülheksosaminidaas geeni mutatsioonide tõttu HEXB. Need ensüümid vastutavad mõne glükosfingolipiidide ühe lagunemisetapi eest.

Viited

  1. Bieberich, E. (2004). Glükosfingolipiidide ainevahetuse ja rakkude saatuse otsuste integreerimine vähi ja tüvirakkude puhul: ülevaade ja hüpotees. Glykokonjugaadi ajakiri, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Entsümaatiline defekt Fabry tõve korral. New England Journal of Medicine, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glikosfingolipiidid: süntees ja funktsioonid. FEBS Teataja, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y. & Suzuki, K. (1971). Aju sphingoglükolipiidid Krabbe globoidrakkude leukodüstroofias. Journal of Neurochemistry, I(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R. ja Grant, C. W. M. (1997). Globosiid kui membraaniretseptor: Oligosahhariidi sideme kaalumine hüdrofoobse domeeniga †. Biokeemia, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Sfingolipiidide ja glükosfingolipiidi ainevahetusradad sfingolipidoomika ajastul. Keemilised ülevaated, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J. A., & Hoe, J. (2012). Globosiid soodustab ERK aktivatsiooni koostoimes epidermise kasvufaktori retseptoriga. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  USA Tervishoiu ja personaliteenuste osakond (2008). Genetics Home Reference Sandhoffi haigus. Välja otsitud aadressilt www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J. & Tibbles, J. (1974). Sandhoffi haiguse uus variant. Pediat. Res., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y. & Ogiu, T. (1981). Sandhoffi tõbi. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Polaarsed lipiidid kosmeetikas: viimased suundumused kaevandamisel, eraldamisel, analüüsimisel ja peamistel rakendustel. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Inimese erütrotsüütide peamise globosiidi struktuur. Biokeemia ajakiri, 52(3).