Структура, функције, синтеза и примена ганглиозида



Тхе ганглиосидес они су мембрански сфинголипиди који припадају класи киселих гликосфинголипида. Они су најзаступљенији гликолипиди и укључени су у регулацију многих својстава мембрана, као и протеина повезаних са њима. Посебно обилују нервним ткивима.

Карактерише их присуство шећерних остатака са карбоксилним групама (сијалинске киселине) и заједно са сулфатидима, који садрже сулфатну групу. О--везан у остатак глукозе или галактозе. Они представљају једну од две породице киселих гликозфинголипида код еукариота.

Термин ганглиозид је 1939. сковао немачки биохемичар Ернст Кленк, када се односио на мешавину једињења извађених из мозга пацијента са Ниеманн-Пицк-овом болешћу. Међутим, прва структура ганглиозида је разјашњена 1963. године.

Они деле са другим сфинголипидима хидрофобни костур церамида, који се састоји од молекула сфингозина везаног амидном везом за масну киселину између 16 и 20 атома угљеника, са двоструком везом у транс између угљеника положаја 4 и 5.

Индек

  • 1 Струцтуре
    • 1.1 Карактеристике поларне групе
  • 2 Функције
    • 2.1 У нервном систему
    • 2.2 У станичној сигнализацији
    • 2.3 У структури
  • 3 Суммари
    • 3.1 Регулатива
  • 4 Апплицатионс
  • 5 Референце

Структура

Ганглиозиде карактерише присуство у њиховој поларној глави групе олигосахаридних ланаца у чијем саставу се налазе молекули сијалинске киселине повезане са β-гликозидним везама са хидрофобним скелетом церамида..

Они су екстремно разноврсни молекули у погледу вишеструких могућих комбинација између ланаца олигосахарида, различитих типова сијалинске киселине и аполарних репова везаних за костур церамида, и сфингосина и масних киселина повезаних амидним везама за наведени скелет..

У нервном ткиву, најчешћи ланци масних киселина међу ганглиозидима су палмитинске и стеаринске киселине..

Карактеристике поларне групе

Поларна глава ових сфинголипида даје им снажан хидрофилни карактер. Ова поларна група је веома крупна у поређењу са фосфолипидима као што је фосфатидилхолин, на пример.

Разлог ове волуминозности је повезан са величином олигосахаридних ланаца, као и са количином молекула воде који су повезани са овим угљеним хидратима.

Сиаличне киселине су деривати 5-амино-3,5-дидеокси-Д киселине-глицеро-Д-галацто-не-2-улопиранозој, или неураминска киселина. Постоје три врсте сијаличних киселина познатих у ганглиозидима:-Н-ацетил, 5-Н-ацетил-9-О-ацетил и 5-Н-гликолил-дериват, који је најчешћи код здравих људи.

Генерално, сисари (укључујући примате) могу да синтетишу киселину-Н-гликолил-неураминиц, али га људи морају добити из извора хране.

Класификација ових липида може бити заснована на броју остатака сиаличне киселине (од 1-5), као и на положају истог у молекулу гликозинфинголипида..

Најчешћа олигосахаридна секвенца је тетрасахарид Галβ1-3ГалНАцβ1-4Галβ1-4Глцβ, али се може наћи и мање остатака..

Функције

Тачне биолошке импликације ганглиозида нису у потпуности разјашњене, међутим, чини се да су укључене у диференцијацију и морфогенезу ћелија, у везивање неких вируса и бактерија, и у процесе типичне специфичне адхезије ћелија као лиганди за протеине. селецтинс.

У нервном систему

Гликосфинголипиди са сијалном киселином су од посебне важности у нервном систему, посебно у ћелијама сиве твари у мозгу. Ово има везе са чињеницом да су гликокоњугати, генерално, признати као ефикасна средства информисања и складиштења за ћелије.

Они су лоцирани претежно у спољњем монослоју плазма мембране, тако да имају значајно учешће у гликокаликсу, заједно са гликопротеинима и протеогликанима..

Овај гликокаликс или екстрацелуларни матрикс је неопходан за кретање ћелија и активацију сигналних путева укључених у раст, пролиферацију и експресију гена.

У станичној сигнализацији

Као што се дешава са другим сфинголипидима, нуспроизводи деградације ганглиозида такође имају важне функције, посебно у процесима сигнализације и рециклирању елемената за формирање нових молекула липида..

Унутар двослоја, ганглиозиди се јављају у великој мери у липидним сплавовима богатим сфинголипидима, где су успостављени "глико сигнални домени", који такође посредују међућелијске интеракције и трансмембранске сигнализације стабилизацијом и асоцијацијом са интегралним протеинима. Ови липидни сплави служе важним функцијама у имунолошком систему.

У структури

Они промовишу конформацију и исправно савијање важних мембранских протеина, као што је случај са ганглиозидом ГМ1 у одржавању спиралне структуре протеина α-синуклеина, чији је аберантни облик повезан са Паркинсоновом болешћу. Они су такође повезани са патологијама Хунтингтонове болести, Таи-Сацхс-а и Алзхеимерове болести.

Синтхесис

Биосинтеза гликосфинголипида у великој мери зависи од интрацелуларног транспорта кроз проток везикула из ендоплазматског ретикулума (ЕР), преко Голгијевог апарата и завршава на плазматској мембрани..

Биосинтетски процес почиње формирањем церамидног скелета на цитоплазматској страни ЕР. Формирање гликосфинголипида јавља се касније у Голгијевом апарату.

Ензими гликозидаза одговорни за овај процес (глукозилтрансфераза и галактозилтрансфераза) налазе се на цитосолној страни Голгијевог комплекса..

Додавање остатака сиаличне киселине у растући ланац олигосахарида катализује се са неколико гликозилтрансфераза везаних за мембрану, али које су ограничене на луминалну страну Голгијеве мембране.

Различити докази указују на то да се синтеза најједноставнијих ганглиозида јавља у раном региону Голги мембранског система, док се сложеније појављују у "каснијим" регионима..

Уредбе

Синтеза је у првом реду регулисана експресијом гликозилтрансфераза, али могу бити укључени и епигенетски догађаји, као што је фосфорилација укључених ензима и други..

Апплицатионс

Неки истраживачи су фокусирали своју пажњу на корисност одређеног ганглиозида, ГМ1. Токсин синтетизован В. цхолера код болесника са холерним обољењима постоји подјединица одговорна за специфично препознавање овог ганглиозида, који се налази на површини мукозних ћелија црева..

Према томе, ГМ1 је коришћен за препознавање маркера ове патологије који ће бити укључени у синтезу липосома који се користе за дијагнозу колере.

Друге примене укључују синтезу специфичних ганглиозида и њихово везивање за стабилне носаче у дијагностичке сврхе или за пречишћавање и изолацију једињења за која имају афинитет. Такође је утврђено да могу послужити као маркери за неке врсте рака.

Референце

  1. Гроук-Дегрооте, С., Гуерардел, И., Јулиен, С., & Деаннои, П. (2015). Ганглиозиди у раку дојке: нове перспективе. Биохемија (Москва), 80(7), 808-819.
  2. Хо, Ј.А., Ву, Л., Хуанг, М., Лин, И., Баеумнер, А.Ј., Дурст, Р.А., & Иорк, Н. (2007). Примена липосома осетљивих на ганглиозиду у имуноаналитичком систему за одређивање токсина колере. Анал Цхем., 79(1), 10795-10799.
  3. Канфер, Ј., & Хакомори, С. (1983). Спхинголипид Биоцхемистри. (Д. Ханахан, Ед.), Приручник за истраживање липида 3 (1. изд.). Пленум Пресс.
  4. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., Мартин, К. (2003). Молецулар Целл Биологи (5. изд.). Фрееман, В. Х. & Цомпани.
  5. О'Бриен, Ј. (1981). Ганглиосиде стораге дисеасес: ажурирани преглед. Итал. Ј. Неурол. Сци., 3, 219-226.
  6. Соннино, С. (2018). Ганглиосидес. У С. Соннино & А. Принетти (ур.), Методе у молекуларној биологији 1804. Хумана Пресс.
  7. Таиот, Ј.-Л. (1983). 244,312. Унитед Статес.
  8. ван Ецхтен, Г., & Сандхофф, К. (1993). Ганглиосиде Метаболисм. Јоурнал оф Биологицал Цхемистри, 268(8), 5341-5344.