Glükolipiidide klassifikatsioon, struktuur ja funktsioonid

The glükolipiidid need on molaarsed lipiidid süsivesikutega nende polaarsetes pearühmades. Need kujutavad endast kõige rohkem asümmeetrilist jaotust membraanipeptiidide vahel, kuna neid leidub ainult rakumembraanide väliskihis, mis on eriti palju plasmamembraani..

Nagu enamikel membraanide lipiididel, on glükolipiididel hüdrofoobne piirkond, mis koosneb apolaarsetest süsivesinike sabadest ja polaarsest peast või piirkonnast, mis võib olla valmistatud erinevatest molekulidest, sõltuvalt kõnealusest glükolipiidist..

Glükolipiide võib leida ühekomponentsetest organismidest, nagu bakterid ja pärm, samuti organismidest, mis on nii komplekssed kui loomad ja taimed.

Loomarakkudes koosnevad glükolipiidid peamiselt sfingosiini skeletist, samas kui taimedes on kaks kõige levinumat diglütseriidide ja sulfoonhappe derivaate. Bakterites on glükosüülglütseriide ja atsüülitud suhkrute derivaate.

Taimedes on glükolipiidid kontsentreeritud kloroplastilistesse membraanidesse, samas kui loomadel on need plasmamembraanis rohked. Koos glükoproteiinide ja proteoglükaanidega on glükolipiidid glükokalüsi oluline osa, mis on paljude rakuliste protsesside jaoks ülioluline..

Glükolipiidid, eriti loomarakkude glükolipiidid, kalduvad omavahel seostuma oma süsivesikute osade ja nende rasvhapete ahelate vaheliste van der Waalsi jõudude vaheliste vesiniksidemetega. Need lipiidid esinevad membraanistruktuurides, mida tuntakse lipiidide parvedena, millel on mitu funktsiooni.

Glükolipiidide funktsioonid on mitmed, kuid eukarüootides on nende asukoht plasmamembraani välisküljel asjakohane mitmetest vaatenurkadest, eriti side, adhesiooni ja rakkude diferentseerumise protsessides..

Indeks

• 1 Klassifikatsioon
  • 1.1. Glükoglütserolipiid
  • 1.2 Glikosfingolipiidid
  • 1.3 Glükofosfatidilinositoolid
• 2 Struktuur
  • 2.1 Glikoglütserolipiidid
  • 2.2 Glikosfingolipiidid
  • 2.3 Glükofosfatidilinositoolid
  • 2.4 Taimede glükolipiidid
  • 2.5 Bakteriaalsed glükolipiidid
• 3 Funktsioonid
• 4 Viited

Klassifikatsioon

Glükolipiidid on glükokonjugaadid, mis moodustavad väga heterogeenset rühma molekule, mille ühiseks tunnuseks on sahhariidijääkide olemasolu, mis on seotud glükosiidsidemetega hüdrofoobse osaga, mis võib olla atsüülglütserool, tseramiid või prenüülfosfaat..

Selle klassifikatsioon põhineb molekulaarsel karkassil, mis on sild hüdrofoobse ja polaarse piirkonna vahel. Seega, sõltuvalt selle grupi identiteedist, on meil:

Glükoglütserolipiid

Nendel glükolipiididel, nagu glütserolipiididel, on skeleti diatsüülglütserool või monoalküül-monoatsüülglütserool, millele suhkru jäägid on seotud glükosiidsidemetega.

Glükoglütserolipiidid on oma süsivesikute koostise poolest suhteliselt ühtsed ning nende struktuuris on galaktoosi või glükoosijääke, millest nende peamine klassifikatsioon tuletatakse, nimelt:

• Galakto glütserolipiidid: nende süsivesikuosas on galaktoosi jäägid. Hüdrofoobne piirkond koosneb diatsüülglütseroolist või alküülatsüülglütserooli molekulist.
• Glütseroolglükosiidid: neil on polaarses otsas glükoosijäägid ja hüdrofoobne piirkond koosneb ainult alküülatsüülglütseroolist.
• Sulfo glütserolipiidid: need võivad olla kas galaktoosi glütserolipiidid või glükoosglükosiidid süsinikuaatomitega, mis on seotud sulfaatrühmadega, mis annavad neile iseloomuliku "happelise" ja eristavad neid neutraalsetest glükoglütserolipiididest (galakto- ja glükoglükooli lipiidid).

Glikosfingolipiidid

Nendel lipiididel on molekuli "skeletina" osa ceramiidist, millel võib olla erinevad rasvhapete molekulid.

Need on väga varieeruvad lipiidid, mitte ainult nende hüdrofoobsete ahelate koostise seisukohast, vaid ka nende polaarsetes peades olevate süsivesikute jääkide suhtes. Nad on paljudes imetajate kudedes rikkalikud.

Selle klassifikatsioon põhineb pigem asenduse tüübil või sahhariidiosa identsusel kui hüdrofoobsetest ahelatest koosnevas piirkonnas. Asendustüüpide järgi on nende sfingolipiidide klassifikatsioon järgmine:

Neutraalsed glükosfingolipiidid: need, mis sisaldavad sahhariidosas hexosas, N-atsetüülheksosamiinid ja metüülpentosasid.

Sulfatidid: on glütsosfingolipiidid, mis sisaldavad sulfaatestreid. Neil on negatiivne laeng ja nad on eriti suured müeliinikestades aju rakkudes. Kõige tavalisematel on galaktoosi jääk.

Gangliosiidid: tuntud ka kui sialosüülglükolipiidid, on need, mis sisaldavad siaalhapet, mistõttu neid tuntakse ka happeliste glükosfingolipiididena..

Fosfoinositiid-glükolipiidid: skelett koosneb fosfoinositiid-tseramiididest.

Glükofosfatidilinositoolid

Need on lipiidid, mida tavaliselt peetakse lipiidide kahekihilise valgu stabiilseks ankruks. Neid lisatakse translatsioonijärgselt paljude valkude C-terminaalsesse otsa, mis on tavaliselt tsütoplasma membraani välispinna poole..

Need koosnevad glükaanikeskusest, fosfolipiidsaba ja fosforetanoolamiini rühmast, mis neid kokku seob.

Struktuur

Glükolipiidid võivad sisaldada sahhariidrühmi, mis on molekuliga seotud N- või O-glükosiidsidemetega, ja isegi mitte-glükosiidsidemete kaudu, nagu estri- või amiidsidemed.

Sahhariidi osa on väga erinev, mitte ainult struktuuris, vaid koostises. See sahhariidosa võib koosneda erinevat tüüpi mono-, di-, oligo- või polüsahhariididest. Neil võivad olla aminohapped ja isegi happelised, lihtsad või hargnenud suhkrud.

Seejärel kirjeldatakse lühidalt glükolipiidide kolme peamise klassi üldstruktuuri:

Glükoglütserolipiidid

Nagu eelnevalt mainitud, võivad loomadel olla glükoglütserolipiididel galaktoosi või glükoosijääke, mis on fosfaatitud või mitte. Nende lipiidide rasvhapete ahelad on vahemikus 16 kuni 20 süsinikuaatomit.

Galakto glütserolipiidides toimub suhkru ja lipiidi skeleti vaheline seos β-glükosiidsidemete kaudu galaktoosi C-1 ja glütserooli C-3 vahel. Ülejäänud kaks glütserooli süsinikku on esterdatud rasvhapetega või C1 asendatakse alküülrühmaga ja C2 atsüülrühmaga.

Tavaliselt täheldatakse ühte galaktoosi jääki, kuigi on teatatud digalaktoglütserolipiidide olemasolust. Kui see on slufogalaktoglicerolípido, siis on sulfaatrühm tavaliselt galaktoosi jäägi C-3-s..

Glükoproteiini glükoproteiini struktuur on veidi erinev, eriti seoses glükoosijääkide arvuga, mis võivad olla kuni 8 jääki, mis on omavahel seotud a (1-6) tüüpi sidemetega. Glükoosimolekul, mis toimib sillana lipiidi skeletile, on sellega seotud a (1-3) sidemega.

Sulfoglüoglütserolipiidides seondub sulfaatrühm terminaalse glükoosijäägi positsioonis 6 oleva süsinikuga.

Glikosfingolipiidid

Sarnaselt teiste sfingolipiididega saadakse glükosfingolipiidid kondenseeritud L-seriinist koos pika ahelaga rasvhappega, mis moodustab sfingoidina tuntud sfingoidse aluse. Kui sfingosiini süsinik 2 seondub teise rasvhappega, tekib keramiid, mis on kõigi sfingolipiidide ühine alus..

Sõltuvalt sfingolipiidi tüübist koosnevad need D-glükoosi, D-galaktoosi, N-atsetüül-D-galaktosamiini ja N-atsetüülglükoosamiini, samuti siaalhappe jääkidest. Gangliosiidid on oligosahhariidahelate harude poolest ilmselt kõige mitmekesisemad ja keerukamad.

Glükofosfatidilinositoolid

Nendes glükolipiidides võib glükaanikeskuse (glükoosamiini ja mannoosi) jääke muuta erinevatel viisidel, lisades fosfoetanoolamiini rühmi ja teisi suhkruid. See sort pakub suurt struktuurilist keerukust, mis on oluline selle sisestamiseks membraanile.

Taimede glükolipiidid

Paljude vetikate ja kõrgemate taimede kloroplastid on rikastatud galakto-glütserolipiididega, millel on loomadel tserebrosiididega sarnased neutraalsed omadused. Mono- ja digalaktolipiidid on β-seotud diglütseriidfragmendiga, samas kui sulfolipiidid on ainult a-glükoosi derivaadid.

Bakteriaalsed glükolipiidid

Bakterites on glükosüülglütseriidid struktuuriliselt analoogsed loomade fosfoglütseriididega, kuid sisaldavad glükosüülimisega seotud süsivesikute jääke sn-1,2-diglütseriidi positsioonis 3. Atsüülitud suhkrute derivaadid ei sisalda glütserooli, vaid suhkrudega otseselt seotud rasvhappeid.

Kõige tavalisemad bakteriaalsete glükolipiidide sahhariidijäägid on galaktoos, glükoos ja mannoos.

Funktsioonid

Loomadel on glükolipiididel oluline roll rakkude kommunikatsioonis, diferentseerumises ja proliferatsioonis, onkogeneesis, elektrilises tõukeses (polaarsete glükolipiidide puhul), rakkude adhesioonis..

Selle olemasolu paljudes loomade, taimede ja mikroorganismide rakumembraanides on selle oluline funktsioon, mis on eriti seotud multifunktsionaalsete lipiidide parvedega..

Glükosfingolipiidide süsivesikute osa on selle kandvate rakkude antigeensuse ja immunogeensuse määrav. See võib olla seotud rakkudevahelise äratundmisprotsessiga, samuti raku "sotsiaalses" tegevuses.

Taimedes olevate galakto-glütserolipiidide suhteline arvukus taimemembraanides on olulise tähtsusega membraani omaduste kindlakstegemisel paljude membraanvalkude stabiilsuse ja funktsionaalse aktiivsuse osas..

Roll glükolipiidid bakterites on ka erinevad. Mõned glycoglycerolipids on vaja parandada stabiilsust kahekihiline. Samuti nad eeldusainena teiste membraan komponendid ja toetada ka kasvu anoreksia või fosfaat puudulikkus.

GPI ankrud või glucosidilfosfatidilinositoles esinevad ka lipiidide parvedesse osalevad signaaliülekande patogeneesis paljude parasiitmikroorganismidest ja orientatsiooni Apikaalmembraanis.

Võib öelda, siis see üldfunktsioone glükolipiidid, nii taimedest ja loomadest ja bakterid, mis vastab loomist stabiilsus ja voolavus membraani; osalemine lipiidis valk interaktsioonide ja rakkude tunnustamist.

Viited

1. Abdel-mawgoud, A.M. & Stephanopoulos, G. (2017). Mikroobide lihtsad glükolipiidid: keemia, bioloogiline aktiivsus ja metaboolne tehnika. Sünteetiline ja süsteemide biotehnoloogia, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molekulaarbioloogia Cell (6. toim.). New York: Garland Science.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Süntees glükolipiidid. Süsivesikud Research, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Taime membraani lipiidid. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y. N. H. U., & Slomiany, A. (1987). glycoglycerolipids loom. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., & Dormann, P. (2007). Glükoglütserolipiidide struktuur ja funktsioon taimedes ja bakterites. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Sulfoglükolipiidide biosüntees ja bioloogiline funktsioon. Proc. Jpn. Acad. Ser. B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipiidide biokeemia. (D. Hanahan, toimetaja), Lipiidiuuringute käsiraamat 3 (esimene väljaanne).
9. Koynova, R., ja Caffrey, M. (1994). Glükoglütserolipiidide faasid ja faasiülekanded. Lipiidide keemia ja füüsika, 69, 181-207.
10. Law, J. (1960). Glükolipiidid. Iga-aastased ülevaated, 29, 131-150.
11. Paulick, M. G., ja Bertozzi, C. R. (2008). Glükosüülfosfatidüülinositooli ankur: kompleksne membraanide ankurdamine. Biochemistry, 47, 6991-7000.