Gangliosides מבנה, פונקציות, סינתזה ויישומים

ה גנגליוזידים הם sphingolipids הממברנה השייכים למעמד של glycosphingipipids חומצי. הם הגליקוליפידים הנפוצים ביותר והם מעורבים בויסות של תכונות קרום רבות, כמו גם חלבונים הקשורים אלה. הם בשפע במיוחד ברקמות העצבים.

הם מאופיינים על ידי נוכחות של שאריות סוכר עם קבוצות carboxyl (חומצות sialic) ויחד עם סולפטידים, המכילים קבוצת סולפט הו--כרוכים בגלוקוז או שאריות גלקטוז. הם מייצגים אחת משתי המשפחות של חומצה גליקולינגוליפידית באוקריוטים.

המונח ganglioside נטבע בשנת 1939 על ידי הביוכימאי הגרמני ארנסט קלנק, כאשר הוא התייחס לתערובת של תרכובות שחולצו ממוחו של חולה עם מחלת נימאן פיק. עם זאת, המבנה הראשון של ganglioside היה הבהיר בשנת 1963.

שתף עם הידרופובי שדרת ceramide ספינגוליפיד ואחרים, אשר הולחן על ידי מולקולה של sphingosine ותוגבל הצמדה אמידה כדי חומצת שומן של 16 עד 20 אטומי פחמן עם קשר כפול ב independent בין הפחמנים של עמדות 4 ו -5.

אינדקס

• 1 מבנה
  • 1.1 מאפייני הקבוצה הקוטבית
• 2 פונקציות
  • 2.1 במערכת העצבים
  • 2.2 בתא איתות
  • 2.3 במבנה
• 3 סיכום
  • 3.1 תקנה
• 4 יישומים
• 5 הפניות

מבנה

הגנגליוזידים מאופיינים על ידי נוכחות בקבוצת הראש הקוטבית שלהם של שרשראות oligosaccharide בהרכב שלהם יש מולקולות של חומצה sialic מקושרים ידי אג"ח β-glycosidic אל השלד הידרופובי של ceramide.

הם מולקולות מגוונות מאוד לאור שילובים האפשריים הרבים של רשתות oligosaccharide, סוגים שונים של חומצת sialic ואת הזנבות-הקוטביים המצורפים את עמוד שדרת ceramide, הן של חומצות שומן sphingosine ו מקושרות על ידי קשרים אמידים אמרו שלד.

ברקמת העצבים, שרשראות חומצות השומן הנפוצות ביותר בקרב gangliosides מיוצגות על ידי חומצה פלמיטית וחומצה סטארית.

מאפייני הקבוצה הקוטבית

אזור הראש הקוטב של אלה sphingolipids נותן להם אופי הידרופילית חזקה. זו קבוצת הקוטב הוא מגושם מאוד לעומת זה של phospholipids כגון phosphatidylcholine, למשל.

הסיבה לנפח זה קשורה לגודל של שרשראות אוליגוסכרידים, כמו גם עם כמות של מולקולות מים הקשורים פחמימות אלה.

חומצות סיאליות הן נגזרות של חומצה 5-amino-3,5-dideoxy-D-גליקסרו-ד-גלקטו-לא 2-uliopranosoic, או חומצה neuraminic. ישנם שלושה סוגים של חומצות sialic הידוע gangliosides:-N-אצטיל, 5-N-אצטיל 9-הו-אצטיל ו -5-N-glycolyl-derivative, שהוא הנפוץ ביותר בבני אדם בריאים.

בכלל יונקים (כולל primates) מסוגלים לסנתז חומצה-N-glycolyl-neuraminic, אבל בני האדם חייבים לקבל את זה ממקורות מזון.

סיווג של שומנים אלה יכולים להיות מבוססים על מספר הן שאריות חומצה sialic (1-5), כמו גם את המיקום של אותו במולקולה glycosphingolipid.

רצף oligosaccharide הנפוץ ביותר הוא gata1-3GalNAcβ1-4Galβ1-4Glcβ tetrasaccharide, אבל פחות שאריות ניתן למצוא גם.

פונקציות

ההשלכות הביולוגיות המדויקות של gangliosides טרם הובהרו לחלוטין, אולם, נראות מעורבות התמיינות תאי המורפוגנזה עקדת וירוסים וחיידקים מסוימים, ותהליכי הידבקות תא סוג ספציפיים כמו הליגנדים עבור חלבונים 28ations.

במערכת העצבים

Glycosphingolipids עם חומצה sialic הם בעלי חשיבות מיוחדת במערכת העצבים, במיוחד בתאי החומר האפור של המוח. זה קשור לעובדה כי glycoconjugates, באופן כללי, מוכרים כלי רכב יעיל של מידע ואחסון עבור תאים.

הם ממוקמים בעיקר monolayer החיצוני של קרום הפלזמה, ולכן יש להם השתתפות חשובה glycocalyx, יחד עם גליקופרוטאינים ו proteoglycans.

זה מטריקס glycocalyx או תאיים חיונית לתנועת תאים ואת ההפעלה של מסלולי איתות מעורב הצמיחה, התפשטות ביטוי גנים.

בתא איתות

כמו מה שקורה עם spingolipids אחרים, תוצרי לוואי של השפלה ganglioside גם פונקציות חשובות, במיוחד בתהליכי איתות ו מיחזור של אלמנטים להיווצרות של מולקולות שומנים חדשים.

בתוך gangliosides bilayer להתרחש בעיקר רפסודות השומנים העשירות ספינגוליפיד, שבו "איתות תחומי glyco" אשר גם לתווך אינטראקציות בין-תאיות ו transmembrane איתות ייצוב והקשר עם נקבעי חלבונים נפרדים. אלה רפסודות שומנים לשרת תפקידים חשובים במערכת החיסונית.

במבנה

יצירה ולקדם מתקפלים נכונים של חלבונים בממברנה חשובים, כגון ganglioside GM1 בשמירה על מבנה הסליל של חלבון α-synuclein, שדמותו הסוטה קשורה למחלת פרקינסון. הם נקשרו גם עם הפתולוגיות של מחלת הנטינגטון, טיי-זקס ואלצהיימר.

סינתזה

ביוסינתזה Glycosphingolipid תלוי במידה רבה תחבורה תאיים דרך שלפוחית ​​הזרימה מן reticulum endoplasmic (ER) דרך מערכת גולג'י ומסתיים קרום הפלזמה.

תהליך biosynthetic מתחיל עם היווצרות שלד Ceramide בצד cytoplasmic של ER. היווצרות של glycosphingolipids מתרחשת מאוחר יותר במנגנון Golgi.

האנזימים glycosidases האחראים על תהליך זה (glucosyltransferase ו galactosyltransferase) נמצאים בצד cytosolic של קומפלקס Golgi..

תוספת של שאריות חומצה sialic לרשת oligosaccharide גדל הוא מזרז על ידי כמה glycosyltransferases קשור אל הממברנה, אך אשר מוגבלים בצד luminal של קרום Golgi.

קווים שונים של ראיות מראים כי סינתזה של gangliosides הפשוטה מתרחשת באזור המוקדם של מערכת קרום Golgi, בעוד אלה מורכבים יותר להתרחש באזורים "מאוחר"..

תקנה

סינתזה מוסדרת במקרה הראשון על ידי הביטוי של glycosyltransferases, אבל אירועים epigenetic עשוי להיות מעורב גם, כגון זרחון של האנזימים המעורבים ואחרים..

יישומים

כמה חוקרים התמקדו תשומת הלב שלהם על השירות של ganglioside מסוים, GM1. רעלן מסונתז על ידי V. כולרה בחולים הקוליריים יש לו יחידת משנה האחראית על ההכרה הספציפית בגנגליוזיד זה, שמוצג על פני השטח של תאי הרירית של המעי.

לפיכך, GM1 שימש להכרה של סמנים של הפתולוגיה זו להיכלל סינתזה של ליפוזומים המשמשים לאבחון של כולרה.

יישומים אחרים כוללים את הסינתזה של gangliosides ספציפיים מחייב שלהם תומך יציב למטרות אבחון או לטיהור ובידוד של תרכובות אשר להם זיקה. כמו כן נקבע כי הם יכולים לשמש סמנים עבור סוגים מסוימים של סרטן.

הפניות

1. Groux-Degroote, S., Guérardel, Y., Julien, S., & Deannoy, P. (2015). Gangliosides ב סרטן השד: פרספקטיבות חדשות. ביוכימיה (מוסקווה), 80(7), 808-819.
2. Ho, J., Wu, L., Huang, M., Lin, Y., Baeumner, A.J, Durst, R.A & York, N. (2007). יישום של ליפוזומים רגישים ל- Ganglioside בזרימת זרימה מערכת אימונואליטית לקביעת כולסטרס. אנאלי כימותרפיה., 79(1), 10795-10799.
3. קנפר, ג ', והאקומורי, ס' (1983). ביוכימיה ספינגוליפידית. (ד 'האנהן, אד), מדריך לחקר ליפידים 3 (מהדורה ראשונה). מליאת העיתונות.
4. לודג, ח ', מרטין, ק. (2003). ביולוגיה תא מולקולרית (מהד 'ה -5). פרימן, וו. ח.
5. O'Brien, J. (1981). Ganglioside מחלות אחסון: סקירה מעודכנת. Ital. ג 'יי Neurol. Sci., 3, 219-226.
6. Sonnino, S. (2018). גנגליוזידים. ב 'סונינו וא' פרינטי (עורכים), שיטות בביולוגיה מולקולרית. העיתונות הומנה.
7. טיוט, י.. 244,312. ארצות הברית.
8. ואן Echten, G., & Sandhoff, ק (1993). מטבוליזם Ganglioside. כתב העת לכימיה ביולוגית, 268(8), 5341-5344.