GLOBOSĪDI: STRUKTŪRA, BIOSINTĒZE, FUNKCIJAS UN PATOLOĢIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

The globosides ir no sphingolipid pieder pie neviendabīgu saimes glikosfingolipīdu tipa un ir raksturīga ar to, savā struktūrā compound polāro grupa glikānus sarežģīta struktūra, kas saistītas pie keramīdā mugurkaulu ar glikozīda saiti-B.

Tos klasificē glikozingingolipīdu "globusa" sērijā pēc vispārējās formas Galα4Galβ4GlcβCer centrālās struktūras klātbūtnes, un to nomenklatūra parasti balstās uz cukura atlikumu skaitu un veidu polārajās galvās.

Globosīda vispārējā struktūra (Avots: BQmUB2010017, izmantojot Wikimedia Commons)

Atšķirībā no citiem sfingolipīdiem, globosīdi ir normālas daudzu zīdītāju nervu sistēmu nesaturošo orgānu šūnu membrānu sastāvdaļas. Piemēram, nieres, zarnas, plaušas, virsnieru dziedzeri un eritrocīti.

Tāpat kā visiem membrānas lipīdiem, arī globosīdiem ir svarīgas struktūras funkcijas lipīdu divslāņu veidošanā un pasūtīšanā.

Tomēr atšķirībā no skābiem vai fosforilētiem kolēģiem, globozīdu funkcija ir saistīta ne tik daudz ar signālmolekulu ražošanu, bet drīzāk ar to līdzdalību glikokonjugātu sastāvā plazmas membrānā.

Uzbūve

Viņiem ir dažas strukturālās un funkcionālās līdzības ar citiem glikozingingolipīdu grupas locekļiem: cerebrosīdi, gangliozīdi un sulfatidi; ieskaitot galvenā skeleta sastāvu un tā metabolisma blakusproduktus.

Tomēr globosīdi atšķiras no skābiem glikozingingolipīdiem (piemēram, gangliozīdiem) attiecībā uz to ogļhidrātu polāro grupu lādiņiem, jo ​​fizioloģiskajā pH ir elektriski neitrāli, kas, šķiet, spēcīgi ietekmē viņu funkcijas kā ārpusšūnu matricas daļu.

Šajās polāro galvu grupās parasti ir vairāk nekā divas cukura molekulas, starp kurām parasti ir D-glikoze, D-galaktoze un N-acetil-D-galaktozamīns un mazākā mērā fukoze un N-acetilglikozamīns. .

Tāpat kā citi sfingolipīdi, globosīdi var būt ļoti dažādas molekulas, vai nu ņemot vērā taukskābju daudzkārtīgās kombinācijas, kas piestiprinātas pie sfingozīna skeleta, vai arī hidrofilās daļas oligosaharīdu ķēžu iespējamās variācijas.

Biosintēze

Ceļš sākas ar keramīda sintēzi endoplazmatiskajā retikulumā (ER). Sfingozīna mugurkauls vispirms tiek izveidots, kondensējot L-serīnu un palmitoil-CoA.

Pēc tam keramīdu ģenerē keramīdu sintāzes enzīmi, kas kondensē citu taukskābju-CoA molekulu ar sfingozīna mugurkaulu pie oglekļa 2. pozīcijā.

Joprojām ER, saražotos keramīdus var modificēt, pievienojot galaktozes atlikumu, veidojot galaktokeramīdus (GalCer), vai arī tos var pārvadāt uz Golgi kompleksu vai nu ar keramīdu pārneses olbaltumvielu (CERT) palīdzību. ) vai ar vezikulāro transportu.

Golgi kompleksā keramīdus var glikozilēt, iegūstot glikokeramīdus (GlcCer).

Pievienojot sarežģītību

GlcCer tiek ražots agrīnā Golgi citozoliskajā sejā. Pēc tam to var pārvadāt uz kompleksa gaišās puses un pēc tam glikozilēt ar specifiskiem glikozidāzes fermentiem, kas rada sarežģītākus glikozingingolipīdus.

Visu glikosfingolipīdu kopējie prekursori tiek sintezēti Golgi kompleksā, izmantojot GalCer vai GlcCer glikoziltransferāzes.

Šie fermenti pārnes specifiskos ogļhidrātus no atbilstošajiem nukleotīdu cukuriem: UDP-glikozes, UDP-galaktozes, CMP-siālskābes utt.

Kad GlcCer iziet cauri Golgi vezikulārās tirdzniecības sistēmai, tas tiek galaktozilēts, lai iegūtu laktozilkeramīdu (LacCer). LacCer ir atzarojuma punkts, no kura tiek sintezēti citu glikozingingolipīdu prekursori, tas ir, molekula, kurai pēc tam pievieno neitrālākus polārā cukura atlikumus. Šīs reakcijas katalizē specifiskas globosīdu sintēzes.

Atrašanās vieta

Šie lipīdi galvenokārt atrodami cilvēka audos. Tāpat kā daudzi glikozingingolipīdi, globozīdi ir bagātināti uz daudzu šūnu plazmas membrānas ārējās virsmas.

Tie ir īpaši svarīgi cilvēka eritrocītos, kur tie pārstāv galveno glikolipīdu veidu uz šūnu virsmas.

Turklāt, kā minēts iepriekš, tie ir daļa no daudzu nervu nervu, galvenokārt nieru, plazmas membrānu glikokonjugātu komplekta.

Iespējas

Globosīdu funkcijas līdz šim nav pilnībā noskaidrotas, taču ir zināms, ka dažas sugas palielina šūnu proliferāciju un kustīgumu, pretēji šo notikumu nomākumam, ko izraisa daži gangliozīdi.

Tetroglikozilēts globosīds Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer) darbojas eritrocītu struktūras traucējumu vietas jutīgā atpazīšanā šūnu adhēzijas procesu laikā.

Jaunākie pētījumi ir noteikuši Gb4 iesaistīšanos ERK olbaltumvielu aktivizācijā karcinomas šūnu līnijās, kas varētu nozīmēt tā dalību audzēja ierosināšanā. Šīs olbaltumvielas pieder pie mitogēnu aktivētās olbaltumvielu kināzes (MAPK) signālu kaskādes, kas sastāv no elementiem Raf, MEK un ERK.

Ir ziņots par viņu līdzdalību dažu Šiga ģimenes baktēriju toksīnu receptoros, jo īpaši par globosīdu Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), kas pazīstams arī kā CD77, kas izteikts nenobriedušās B šūnās; arī kā HIV adhēzijas faktora (gp120) receptori, un šķiet, ka tam ir ietekme uz noteikta veida vēzi un citām slimībām.

Saistītās patoloģijas

Cilvēkiem ir vairāki lipidozes veidi. Globosīdi un to metabolisma ceļi ir īpaši saistīti ar divām slimībām: Fabija slimību un Sandhoffa slimību.

Fabija slimība

Tas attiecas uz iedzimtu sistēmisku, ar dzimumu saistītu traucējumu, kas pirmo reizi novērots pacientiem ar vairākiem purpursarkaniem plankumiem nabas apvidū. Tas ietekmē tādus orgānus kā nieres, sirdi, acis, ekstremitātes, daļu no kuņģa-zarnu trakta un nervu sistēmas.

Tas ir fermenta keramīda trihexosidase metabolisma defekta produkts, kas atbild par trihexosiceramide hidrolīzi, kas ir starpprodukts globosīdu un gangliozīdu katabolismā un izraisa šo glikolipīdu uzkrāšanos audos.

Sandhoffa slimība

Šī patoloģija sākotnēji tika aprakstīta kā Tay-Sachs slimības variants, kas saistīts ar gangliozīdu metabolismu, bet tas arī parāda globosīdu uzkrāšanos iekšējos orgānos. Tas ir iedzimts traucējums ar autosomāli recesīviem modeļiem, kas pakāpeniski iznīcina neironus un muguras smadzenes.

Tam ir sakars ar fermenta β-N-acetilheksosaminidāzes A un B formu neesamību HEXB gēna mutāciju dēļ. Šie fermenti ir atbildīgi par vienu no dažu glikozingingolipīdu sadalīšanās posmiem.

Atsauces

1. Bībers, E. (2004). Glikosfingolipīdu metabolisma un lēmumu pieņemšana par šūnu likteni vēža un cilmes šūnās: pārskats un hipotēze. Glikokonjugāta žurnāls, 21, 315–327.
2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Fermentatīvs defekts Fērija slimībā. The New England Journal of Medicine, 276 (21), 1163–1167.
3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glikosfingolipīdi: sintēze un funkcijas. The FEBS Journal, 280, 6338–6353.
4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Smadzeņu sfingoglikolipīdi Krabbes globoīdu šūnu leikodistrofijā. Journal of Neurochemistry, I (1966).
5. Džounss, DH, Lingvuds, Kalifornija, Bārbele, KR un Grants, CWM (1997). Globosīds kā membrānas receptors: oligosaharīdu komunikācijas ar hidrofobisko domēnu † apsvērums. Bioķīmija, 31 (97), 8539-8547.
6. Merilla, AH (2011). Sfingolipīdu un glikosfingolipīdu metabolisma ceļi sfingolipidomikas laikmetā. Chemical Reviews, 111 (10), 6387-6422.
7. Park, S., Kwak, C., Shayman, JA, & Hoe, J. (2012). Globosīds veicina ERK aktivizēšanu, mijiedarbojoties ar epidermas augšanas faktora receptoru. Biochimica et Biophysica Acta, 1820 (7), 1141–1148.
8. ASV Veselības un cilvēku pakalpojumu departaments (2008). Ģenētikas mājas atsauce Sandhoffa slimība. Saturs no vietnes www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Jauns Sandhoffa slimības variants. Pediat. Res., 8, 628-637.
10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Sandhoffa slimība. Acta Pathol. Jpn, 31 (3), 503–512.
11. Traversjērs, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Mišels, S., un Delannajs, E. (2018). Polārie lipīdi kosmētikā: jaunākās tendences ekstrakcijā, atdalīšanā, analīzē un galvenajos pielietojumos. Phytochem Rev, 7, 1–32.
12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Cilvēka eritrocītu galvenā globosīda uzbūve. The Journal of Biochemistry, 52 (3).