Gangliozyd - Ganglioside

Struktura gangliozydu GM1

Gangliozydów jest cząsteczka składa się z glikosfingolipidów ( ceramid i oligosacharydu ) z jednym lub więcej sialowego kwasów (na przykład kwasu N-acetyloneuraminowego , NANA) połączonych z łańcucha cukrowego . NeuNAc, acetylowana pochodna węglowodanowego kwasu sialowego, sprawia, że ​​główne grupy gangliozydów są anionowe przy pH 7, co odróżnia je od globozydów .

Nazwa gangliozyd została po raz pierwszy zastosowana przez niemieckiego naukowca Ernsta Klenka w 1942 r. Do lipidów świeżo wyizolowanych z komórek zwojowych mózgu. Znanych jest ponad 60 gangliozydów, które różnią się między sobą głównie położeniem i liczbą reszt NANA . Jest składnikiem błony komórkowej, która moduluje zdarzenia transdukcji sygnału komórkowego i wydaje się koncentrować w tratwach lipidowych .

Ostatnio stwierdzono, że gangliozydy są bardzo ważnymi cząsteczkami w immunologii . Naturalne i półsyntetyczne gangliozydy są uważane za możliwe leki na zaburzenia neurodegeneracyjne.

Lokalizacja

Gangliozydy są obecne i skoncentrowane na powierzchni komórek, z dwoma łańcuchami węglowodorowymi części ceramidu osadzonymi w błonie komórkowej i oligosacharydami zlokalizowanymi na powierzchni zewnątrzkomórkowej, gdzie stanowią punkty rozpoznawania cząsteczek zewnątrzkomórkowych lub powierzchni sąsiednich komórek. Występują głównie w układzie nerwowym, gdzie stanowią 6% wszystkich fosfolipidów.

Funkcjonować

Grupy oligosacharydowe na gangliozydach wykraczają daleko poza powierzchnie błon komórkowych i działają jako rozróżniające markery powierzchniowe, które mogą służyć jako specyficzne determinanty w rozpoznawaniu komórkowym i komunikacji między komórkami. Te węglowodanowe grupy główkowe działają również jako specyficzne receptory dla pewnych przysadkowych hormonów glikoproteinowych i niektórych bakteryjnych toksyn białkowych, takich jak toksyna cholery .

Funkcje gangliozydów jako specyficznych determinantów sugerują ich ważną rolę we wzroście i różnicowaniu tkanek, a także w karcynogenezie . Stwierdzono, że tworzenie się guza może indukować syntezę nowego dopełnienia gangliozydu, a bardzo niskie stężenia specyficznego gangliozydu mogą indukować różnicowanie hodowanych neuronalnych komórek nowotworowych.

Częste gangliozydy

Struktury GM1, GM2, GM3

Struktury typowych gangliozydów

GM2-1 = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1 -?) BDGalNAc (1 -?) BDGalNAc (1 -?) BDGlcp (1-1) Cer
GM3 = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GM2, GM2a (?) = N-Acetylo-D-galaktoza-beta-1,4- [N-Acetyloneuraminidat-alfa-2,3 -] - Galaktoza-beta-1,4-glukoza- alfa-ceramid
GM2b (?) = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GM1, GM1a = bDGalp (1-3) bDGalNAc [aNeu5Ac (2-3 )] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
asialo-GM1, GA1 = bDGalp (1-3) bDGalpNAc (1-4) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
asialo-GM2, GA2 = bDGalpNAc (1-4) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GM1b = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) bDGalp (1-4) bDGlcp (1 -1) Cer
GD3 = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD2 = bDGalpNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2- 3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD1a = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD1alpha = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-6)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD1b = bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT1a = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2 -3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [a Neu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT1, GT1b = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
OAc- GT1b = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) aXNeu5Ac9Ac (2-8) aNeu5Ac (2 -3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT1c = bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) ] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT3 = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGal (1-4) bDGlc (1-1) Cer
GQ1b = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GGal = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-1) Cer

gdzie

  • aNeu5Ac = kwas N-acetylo-alfa-neuraminowy
  • aNeu5Ac9Ac = kwas N-acetylo-9-O-acetyloneuraminowy
  • bDGalp = beta-D-galaktopiranoza
  • bDGalpNAc = N-acetylo-beta-D-galaktopiranoza
  • bDGlcp = beta-D-glukopiranoza
  • Cer = ceramid (ogólnie sfingoid N-acylowany)

Patologia

Gangliozydy są stale syntetyzowane i rozkładane w komórkach. Są one degradowane do ceramidów przez sekwencyjne usuwanie jednostek cukrowych z grupy oligosacharydów, katalizowane przez zestaw wysoce specyficznych enzymów lizosomalnych . Mutacje w genach kodujących te enzymy prowadzą do gromadzenia się częściowo rozłożonych gangliozydów w lizosomach, co skutkuje grupą chorób zwanych gangliozydozami . Na przykład śmiertelna choroba Tay-Sachsa pojawia się jako defekt genetyczny, który prowadzi do braku funkcjonalnej produkcji heksozaminidazy A , powodując gromadzenie GM2 w lizosomach. Ostatecznie komórki zwojowe w układzie nerwowym ogromnie puchną, zaburzając normalne funkcje neuronów.

Podsumowanie przedstawiające przyczyny sfingolipidozy , w tym gangliozydozy .

Gangliozydy są również zaangażowane w kilka chorób:

Bibliografia

Linki zewnętrzne