โครงสร้าง Globosides การสังเคราะห์ฟังก์ชั่นและโรค

globosides เป็นชนิดของ sphingolipids ที่เป็นของครอบครัวที่แตกต่างกันของ glycosphingolipids และมีลักษณะโดยมีในโครงสร้างของพวกเขากลุ่มขั้วประกอบด้วยโครงสร้างที่ซับซ้อน glycans เชื่อมโยงกับโครงกระดูก ceramide โดยพันธบัตร B-glycosidic.

พวกเขาถูกจำแนกภายในชุด "บอลลูน" ของ glycosphingolipids โดยการปรากฏตัวของโครงสร้างกลางของรูปแบบทั่วไปGalα4Galβ4GlcβCerและโดยทั่วไปการตั้งชื่อของพวกเขาจะขึ้นอยู่กับจำนวนและชนิดของสารตกค้างน้ำตาลของหัวขั้ว.

ซึ่งแตกต่างจาก sphingolipids อื่น ๆ , globosides เป็นองค์ประกอบปกติของเยื่อหุ้มเซลล์ของอวัยวะที่ไม่ใช่ระบบประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวนมาก ตัวอย่างเช่นไต, ลำไส้, ปอด, ต่อมหมวกไตและเม็ดเลือดแดง.

เช่นเดียวกับไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์รูปทรงกลมนั้นมีหน้าที่โครงสร้างที่สำคัญในการสร้างและการเรียงลำดับของไขมันในกระเพาะ.

อย่างไรก็ตามสิ่งที่แตกต่างจากคู่ที่เป็นกรดหรือฟอสโฟรีลามิเนตนั้นไม่ได้เกี่ยวข้องกับการสร้างโมเลกุลของสัญญาณ แต่จะเกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของ glycoconjugates ในพลาสมาเมมเบรน.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
• 2 การสังเคราะห์ทางชีวภาพ
  • 2.1 การเพิ่มความซับซ้อน
• 3 สถานที่ตั้ง
• 4 ฟังก์ชั่น
• 5 โรคที่เกี่ยวข้อง
  • 5.1 โรค Fabry
  • 5.2 โรคของ Sandhoff
• 6 อ้างอิง

โครงสร้าง

พวกเขาแบ่งปันความคล้ายคลึงกันทางโครงสร้างและหน้าที่บางอย่างกับสมาชิกคนอื่น ๆ ของกลุ่ม glycosphingolipids: cerebrosides, gangliosides และ sulfatides; ในหมู่พวกเขาองค์ประกอบของโครงกระดูกหลักและผลพลอยได้จากการเผาผลาญของมัน.

อย่างไรก็ตามไกลโคไซด์แตกต่างจาก glycosphingolipids ที่เป็นกรด (เช่น gangliosides) ที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่ของกลุ่มขั้วคาร์โบไฮเดรตเนื่องจากพวกมันเป็นกลางทางไฟฟ้าที่ pH ทางสรีรวิทยาซึ่งดูเหมือนว่าจะมีผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของพวกมันในฐานะส่วนหนึ่งของ.

กลุ่มหัวขั้วโลกเหล่านี้มีโมเลกุลของน้ำตาลมากกว่าสองโมเลกุลซึ่งโดยทั่วไปคือ D-glucose, D-galactose และ N-acetyl-D-galactosamine และในระดับที่น้อยกว่า fucose และ ยังไม่มีข้อความ-acetylglucosamine.

เช่นเดียวกับ sphingolipids อื่น ๆ , globosides สามารถเป็นโมเลกุลที่หลากหลายมาก, โดยคำนึงถึงการรวมกันหลาย ๆ ครั้งของกรดไขมันที่ติดอยู่กับโครงกระดูก sphingosine หรือรูปแบบที่เป็นไปได้ของโซ่ oligosaccharide ของส่วนที่ชอบน้ำ.

การสังเคราะห์

เส้นทางเริ่มต้นด้วยการสังเคราะห์ ceramide ในเอนโดพลาสซึมเรติเคิล (ER) ประการแรกโครงกระดูก sphingosine นั้นเกิดจากการรวมตัวของ L-serine และ palmitoyl-CoA.

ceramide ถูกสร้างขึ้นในภายหลังโดยการกระทำของ ceramide synthases enzymes ซึ่งรวมตัวเป็นโมเลกุลของกรดไขมัน -COA อีกโมเลกุลที่มีโครงกระดูก sphingosine ในคาร์บอนของตำแหน่งที่ 2.

แม้แต่ใน ER, เซราไมด์ที่ผลิตสามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มกาแลคโตสตกค้างในรูปแบบกาแลคโตเซราไมด์ (GalCer) หรือพวกเขาสามารถถูกส่งไปยังคอมเพล็กซ์ Golgi หรือโดยการกระทำของ Ceramide transfer โปรตีน (CERT) ) หรือโดยวิธีการขนส่งแบบตอม่อ.

ใน Golgi complex, ceramides สามารถ glycosylated เพื่อผลิต gluco ceramides (GlcCer).

การเพิ่มความซับซ้อน

GlcCer นั้นผลิตขึ้นที่ใบหน้า cytosolic ของต้น Golgi จากนั้นมันจะถูกส่งไปยังด้าน luminal ของ complex และต่อมา glycosylated โดยเอนไซม์ glycosidase เฉพาะที่สร้าง glycosphingolipids ที่ซับซ้อนมากขึ้น.

สารตั้งต้นทั่วไปของ glycosphingolipids ทั้งหมดถูกสังเคราะห์ใน Golgi complex โดยการกระทำของ glycosyltransferases จาก GalCer หรือ GlcCer.

เอนไซม์เหล่านี้ถ่ายโอนคาร์โบไฮเดรตเฉพาะจากน้ำตาลนิวคลีโอไทด์ที่เหมาะสม: UDP- กลูโคส, UDP-galactose, กรด CMP-sialic เป็นต้น.

เมื่อ GlcCer ผ่านระบบการจราจรของ Golgi vesicular จะมี galactosylated สร้าง lactosylceramide (LacCer) LacCer เป็นจุดสาขาที่สารตั้งต้นของ glycosphingolipids อื่น ๆ ถูกสังเคราะห์นั่นคือโมเลกุลที่เพิ่มน้ำตาลเป็นกลางขั้วโลกเพิ่มเติม ปฏิกิริยาเหล่านี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยการสังเคราะห์ของโฟโตโดไซด์ที่เฉพาะเจาะจง.

ที่ตั้ง

ไขมันเหล่านี้ส่วนใหญ่พบในเนื้อเยื่อของมนุษย์ เช่นเดียวกับ glycosphingolipids จำนวนมาก, globose จะอุดมไปที่ด้านนอกของพลาสมาเมมเบรนของเซลล์จำนวนมาก.

พวกเขามีความสำคัญอย่างยิ่งในเม็ดเลือดแดงของมนุษย์ซึ่งพวกเขาเป็นตัวแทนของประเภทหลักของพื้นผิวเซลล์ไกลคอล.

ยิ่งกว่านั้นดังที่กล่าวไว้ข้างต้นพวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของชุด glycoconjugates ของเยื่อหุ้มพลาสม่าของอวัยวะที่ไม่ประสาทหลายส่วนใหญ่คือไต.

ฟังก์ชั่น

หน้าที่ของ globosides ยังไม่ได้รับการชี้แจงอย่างเต็มที่จนถึงปัจจุบัน แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าสปีชีส์บางชนิดเพิ่มการเพิ่มจำนวนเซลล์และการเคลื่อนที่ในทางตรงกันข้ามกับการยับยั้งกิจกรรมเหล่านี้ที่เกิดจาก gangliosides บางชนิด.

glycosylated tetra globoside, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer) ทำงานในการรับรู้ไซต์ที่ไวต่อการรบกวนโครงสร้างของเม็ดเลือดแดงในระหว่างกระบวนการยึดเกาะของเซลล์.

การศึกษาล่าสุดได้พิจารณาการมีส่วนร่วมของ Gb4 ในการเปิดใช้งานของโปรตีน ERK ในสายของเซลล์มะเร็งซึ่งอาจหมายถึงการมีส่วนร่วมในการเริ่มต้นของเนื้องอก โปรตีนเหล่านี้อยู่ในสัญญาณการส่งสัญญาณของไคเนสโปรตีน (MAPK) ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบ Raf, MEK และ ERK.

การมีส่วนร่วมของมันได้รับรายงานว่าเป็นตัวรับสารพิษจากแบคทีเรียในตระกูลชิกะโดยเฉพาะ Gb3 globose (Galα4Galβ4GlcβCer) หรือที่เรียกว่า CD77 ซึ่งแสดงในเซลล์ B อ่อน ยังเป็นตัวรับสำหรับปัจจัยการยึดติดเชื้อเอชไอวี (gp120) และดูเหมือนจะมีความหมายสำหรับมะเร็งบางชนิดและโรคอื่น ๆ.

โรคที่เกี่ยวข้อง

มีไขมันในร่างกายหลายประเภท Globosides และวิถีทางเมแทบอลิซึมเกี่ยวข้องกับโรคสองโรคโดยเฉพาะ: โรค Fabry และโรค Sandhoff.

โรค Fabry

มันหมายถึงความผิดปกติของระบบทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับเพศเห็นเป็นครั้งแรกในผู้ป่วยที่มีจุดสีม่วงหลายแห่งในภูมิภาคสะดือ มันมีผลต่ออวัยวะต่าง ๆ เช่นไต, หัวใจ, ดวงตา, ​​แขนขา, ส่วนหนึ่งของระบบทางเดินอาหารและระบบประสาท.

มันเป็นผลิตภัณฑ์ของข้อบกพร่องการเผาผลาญในเอนไซม์ ceramide trihexosidase รับผิดชอบการย่อยสลายของ trihexosiceramide ซึ่งเป็นตัวกลางของ catabolism ของ globides และ gangliosides ซึ่งทำให้เกิดการสะสมของ glycolipids เหล่านี้ในเนื้อเยื่อ.

โรค Sandhoff

พยาธิวิทยานี้ถูกอธิบายในขั้นต้นว่าเป็นตัวแปรของโรค Tay-Sachs ซึ่งเกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของ gangliosides แต่สิ่งนี้ยังนำเสนอการสะสมของ globidos ในอวัยวะภายใน มันเป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมที่มีรูปแบบการถอย autosomal ที่ก้าวหน้าทำลายเซลล์ประสาทและไขสันหลัง.

มันเกี่ยวข้องกับการขาดเอนไซม์ A และ B ในรูปของβ-ยังไม่มีข้อความ-acetyl hexosaminidase เนื่องจากการกลายพันธุ์ในยีน HEXB. เอนไซม์เหล่านี้มีหน้าที่ในการลดขั้นตอนหนึ่งของ glycosphingolipids.

การอ้างอิง

1. Bieberich, E. (2004) บูรณาการของการเผาผลาญ glycosphingolipid และการตัดสินใจชะตากรรมของเซลล์ในมะเร็งและเซลล์ต้นกำเนิด: ทบทวนและสมมติฐาน. วารสาร Glycoconjugate, 21, 315-327.
2. เบรดี้, R. , Gal, A. , แบรดลีย์, R. , Martensson, E. , Warshaw, A. , & Laster, L. (1967) ข้อบกพร่องของเอนไซม์ในโรคของ Fabry. วารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์, 276(21), 1163-1167.
3. อันเจโล, G. , Capasso, S. , Sticco, L. , & Russo, D. (2013) Glycosphingolipids: การสังเคราะห์และหน้าที่. วารสาร FEBS, 280, 6338-6353.
4. Eto, Y. , & Suzuki, K. (1971) สมอง sphingoglycolipids ในเซลล์ globoid leukodystrophy ของ Krabbe. วารสารวิชาเคมี, ผม(1966).
5. Jones, D. H. , Lingwood, C. A. , Barber, K. R. , & Grant, C. W. M. (1997) Globoside เป็นตัวรับเมมเบรน: การพิจารณาการสื่อสาร Oligosaccharide กับโดเมน Hydrophobic †. ชีวเคมี, วันที่ 31(97), 8539-8547.
6. Merrill, A. H. (2011) Sphingolipid และ glycosphingolipid วิถีทางเมแทบอลิซึมในยุคของ sphingolipidomics. รีวิวเคมี, 111(10), 6387-6422.
7.  Park, S. , Kwak, C. , Shayman, J.A. , & Hoe, J. (2012) Globoside ส่งเสริมการเปิดใช้งานของ ERK โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง. Biochimica และ Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
8.  สหรัฐอเมริกา กรมอนามัย & มนุษย์บริการ (2551) พันธุศาสตร์อ้างอิงบ้านโรค Sandhoff รับจาก www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
9. Spence, M. , Ripley, B. , Embil, J. , & Tibbles, J. (1974) ตัวแปรใหม่ของโรคของ Sandhoff. Pediat เนื้อวัว., 8, 628-637.
10. Tatematsu, M. , Imaida, K. , Ito, N. , Togari, H. , Suzuki, Y. , & Ogiu, T. (1981) โรค Sandhoff. Acta Pathol JPN, วันที่ 31(3), 503-512.
11. Traversier, M. , Gaslondes, T. , Milesi, S. , Michel, S. , & Delannay, E. (2018) ไขมันในขั้วในเครื่องสำอาง: แนวโน้มล่าสุดในการสกัดการแยกการวิเคราะห์และการใช้งานหลัก. Phytochem Rev, 7, 1-32.
12. Yamakawa, T. , Yokoyama, S. , & Kiso, N. (1962) โครงสร้างของโครโมโซมหลักของเม็ดเลือดแดงมนุษย์. วารสารชีวเคมี, 52(3).