Глобозидна структура, биосинтеза, функции и патологии



на globosides са вид сфинголипиди, принадлежащи към хетерогенното семейство гликосфинголипиди и се характеризират с наличието в техните структури на полярна група, съставена от сложни структурни гликани, свързани с керамиден скелет чрез В-гликозидна връзка..

Те са класифицирани в "балонната" серия на гликосфинголипидите чрез наличието на централна структура от общата форма Galα4Galβ4GlcβCer, и като цяло тяхната номенклатура се основава на броя и вида на захарни остатъци на полярните глави..

За разлика от други сфинголипиди, глобозидите са нормални съставки на клетъчните мембрани на не-нервни системни органи на много бозайници. Например бъбреците, червата, белите дробове, надбъбречните жлези и еритроцитите.

Подобно на всички мембранни липиди, глобидите имат важни структурни функции при формирането и подреждането на липидните двуслои..

Въпреки това, за разлика от техните киселинни или фосфорилирани аналози, ролята на глобузата не е свързана с производството на сигнални молекули, а по-скоро към тяхното участие като част от гликоконюгатите в плазмената мембрана..

индекс

  • 1 Структура
  • 2 Биосинтеза
    • 2.1 Добавяне на сложност
  • 3 Местоположение
  • 4 Функции
  • 5 Свързани патологии
    • 5.1 Болест на Фабри
    • 5.2 Болест на Sandhoff
  • 6 Препратки

структура

Те споделят някои структурни и функционални прилики с другите членове на групата на гликосфинголипидите: цереброзиди, ганглиозиди и сулфатиди; сред тях съставът на основния скелет и страничните продукти от неговия метаболизъм.

Глобозидите обаче се различават от киселите гликосфинголипиди (като ганглиозиди) по отношение на заряда на техните въглехидратни полярни групи, тъй като те са електрически неутрални при физиологично рН, което изглежда има силни последици за техните функции като част от извънклетъчната матрица..

Тези полярни главни групи обикновено имат повече от две молекули захар, сред които обикновено са D-глюкоза, D-галактоза и N-ацетил-D-галактозамин, и в по-малка степен фукоза и N-ацетилглюкозамин.

Както и при другите сфинголипиди, глобозидите могат да бъдат много различни молекули, или като се вземат предвид множествените комбинации на мастни киселини, прикрепени към сфингозин скелета или възможните вариации на олигозахаридните вериги на хидрофилната част.

биосинтеза

Пътят започва с синтеза на керамид в ендоплазмения ретикулум (ER). Първо, сфингозинният скелет се образува чрез кондензация на L-серин и палмитоил-CoA.

Керамидът се генерира по-късно от действието на ензимите на церамид синтетази, които кондензират друга молекула мастна киселина-CoA със сфингозинов скелет в въглерод от позиция 2.

Дори в ЕР, произведените керамиди могат да бъдат модифицирани чрез добавяне на галактозен остатък за образуване на галакто церамиди (GalCer), или вместо това те могат да бъдат транспортирани до комплекс Golgi или чрез действието на церамидни трансферни протеини (CERT). ) или чрез везикулозен транспорт.

В комплекса Голджи церамидите могат да бъдат гликозилирани, за да произвеждат глюко-керамиди (GlcCer).

Добавяне на сложност

GlcCer се произвежда на цитозолното лице на ранния Голджи. След това може да се транспортира до луминалната страна на комплекса и впоследствие да се гликозилира от специфични гликозидазни ензими, които генерират по-сложни гликосфинголипиди..

Общите прекурсори на всички гликосфинголипиди се синтезират в комплекс Golgi чрез действието на гликозилтрансферази от GalCer или GlcCer.

Тези ензими пренасят специфични въглехидрати от подходящите нуклеотидни захари: UDP-глюкоза, UDP-галактоза, CMP-сиалова киселина и др..

Когато GlcCer преминава през везикулозната транспортна система на Голджи, тя е галактозилирана, за да произведе лактозилцерамид (LacCer). LacCer е точката на разклоняване, от която се синтезират прекурсорите на другите гликосфинголипиди, т.е. молекулата, към която по-късно се добавят по-неутрални полярни захари. Тези реакции се катализират от специфични глобидозидни синтетази.

местоположение

Тези липиди се срещат главно в човешки тъкани. Подобно на много гликосфинголипиди, кълбовината се обогатява от външната страна на плазмената мембрана на много клетки.

Те са особено важни в човешките еритроцити, където те представляват основния тип гликолипид на клетъчната повърхност.

Освен това, както е отбелязано по-горе, те са част от множеството гликоконюгати на плазмените мембрани на много не-нервни органи, главно на бъбреците..

функции

Функциите на глобозидите не са напълно изяснени досега, но е известно, че някои видове увеличават клетъчната пролиферация и подвижността, за разлика от инхибирането на тези събития, причинени от някои ганглиозиди..

Гликозилиран тетраглобозид, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), работи в сайт-чувствително разпознаване на структурни нарушения на еритроцитите по време на процесите на клетъчна адхезия.

Последните проучвания са установили участието на Gb4 в активирането на ERK протеини в клетъчни линии на карцином, което може да означава тяхното участие в началото на тумора. Тези протеини принадлежат към сигналната каскада от митоген-активирани протеинови кинази (MAPK), които се състоят от елементите Raf, MEK и ERK..

Участието му е съобщено като рецептори за някои бактериални токсини от семейство Шига, по-специално Gb3 глобус (Galα4Galβ4GlcβCer), известен също като CD77, експресиран в незрели В клетки; също като рецептори за ХИВ фактор на прилепване (gp120) и изглежда имат последствия за някои видове рак и други заболявания.

Свързани патологии

Има много видове липидоза при хората. Глобозидите и техните метаболитни пътища са свързани с две по-специално заболявания: болест на Фабри и болест на Sandhoff.

Болест на Фабри

Той се отнася до наследствено системно разстройство, свързано с пола, наблюдавано за първи път при пациенти с множество виолетови петна в областта на пъпната връв. Засяга органите като бъбреците, сърцето, очите, крайниците, част от стомашно-чревната и нервната система.

Той е продукт на метаболитен дефект в ензима церамид трихексозидаза, отговорен за хидролизата на трихексосисерамид, посредник на катаболизма на глобиди и ганглиозиди, който причинява натрупване на тези гликолипиди в тъканите..

Болест на Sandhoff

Първоначално тази патология се описва като вариант на болестта на Tay-Sachs, свързана с метаболизма на ганглиозидите, но това също показва натрупването на globidos в вътрешностите. Това е наследствено заболяване с автозомно рецесивни модели, които прогресивно разрушават невроните и гръбначния мозък.

Това е свързано с отсъствието на А и В форми на ензима β-N-ацетил хексозаминидаза поради мутации в гена HEXB. Тези ензими са отговорни за един от етапите на разграждане на някои гликосфинголипиди.

препратки

  1. Bieberich, E. (2004). Интегриране на метаболизма на гликосфинголипидите и решенията за клетъчна съдба в ракови и стволови клетки: Преглед и хипотеза. Glycoconjugate Journal, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Ензимен дефект в болестта на Фабри. Вестник на Нова Англия по медицина, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Гликосфинголипиди: синтез и функции. Вестник FEBS, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Мозъчните сфингогликолипиди в левкодистрофията на Krabbe в глобоидните клетки. Вестник по неврохимия, аз(1966).
  5. Jones, D.H., Lingwood, C.A., Barber, K.R. & Grant, C.W.M. (1997). Глобозид като мембранен рецептор: разглеждане на комуникацията на олигозахариди с хидрофобния домен. биохимия, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A.H. (2011). Сфинголипидни и гликосфинголипидни метаболитни пътища в епохата на сфинголипидомици. Химически прегледи, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J.A., & Hoe, J. (2012). Globoside насърчава активирането на ERK чрез взаимодействие с рецептора на епидермалния растежен фактор. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  САЩ Министерство на здравеопазването и човешките услуги (2008). Генетика Начало Референтна болест на Sandhoff. Възстановен от www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, М., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Нов вариант на болестта на Sandhoff. Pediat. говеждо месо., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, М., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Болест на Sandhoff. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, Т., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, Е. (2018). Полярните липиди в козметиката: последните тенденции в добива, сепарацията, анализа и основните приложения. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, Т., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Структура на основния глобозид на човешки еритроцити. Вестник по биохимия, 52(3).