glikolipid - Glycolipid

glikolipid
Nie mylić z Lipopolisacharydem .

Glikolipidy to lipidy z węglowodanami połączonymi wiązaniem glikozydowym (kowalencyjnym) . Ich rolą jest utrzymanie stabilności błony komórkowej i ułatwienie rozpoznawania komórek , co ma kluczowe znaczenie dla odpowiedzi immunologicznej i połączeń, które umożliwiają komórkom łączenie się ze sobą w celu tworzenia tkanek . Glikolipidy znajdują się na powierzchni wszystkich błon komórkowych eukariotycznych , gdzie rozciągają się od dwuwarstwy fosfolipidowej do środowiska zewnątrzkomórkowego.

Struktura

Istotną cechą glikolipidu jest obecność monosacharydu lub oligosacharydu związanego z ugrupowaniem lipidowym . Najpowszechniejszymi lipidami w błonach komórkowych są glicerolipidy i sfingolipidy , które mają szkielety glicerolowe lub sfingozyny , odpowiednio. Kwasy tłuszczowe są połączone z tym szkieletem, tak że lipid jako całość ma polarną głowę i niepolarny ogon. Podwójna warstwa lipidowa błony komórkowej składa się z dwóch warstw lipidów, przy czym wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnia błony składają się z polarnych grup czołowych, a wewnętrzna część błony składa się z ogonów niepolarnych kwasów tłuszczowych.

Sacharydy, które są przyłączone do polarnych grup głowy na zewnątrz komórki, są składnikami ligandowymi glikolipidów i są podobnie polarne, dzięki czemu są rozpuszczalne w wodnym środowisku otaczającym komórkę. Lipid i sacharyd tworzą glikokoniugat poprzez wiązanie glikozydowe , które jest wiązaniem kowalencyjnym . Anomeryczny węgiel cukru wiąże się z wolną grupą hydroksylową w szkielecie lipidowym. Struktura tych sacharydów różni się w zależności od struktury cząsteczek, z którymi się wiążą.

Metabolizm

Glikozylotransferazy

Enzymy zwane glikozylotransferazami łączą sacharydy z cząsteczką lipidową, a także odgrywają rolę w tworzeniu prawidłowego oligosacharydu, tak aby na komórce mógł zostać aktywowany właściwy receptor, który odpowiada na obecność glikolipidu na powierzchni komórki. Glikolipid jest montowany w aparacie Golgiego i osadzony w powierzchni pęcherzyka, który jest następnie transportowany do błony komórkowej. Pęcherzyk łączy się z błoną komórkową, dzięki czemu glikolipid może być prezentowany na zewnętrznej powierzchni komórki.

Hydrolazy glikozydowe

Hydrolazy glikozydowe katalizują zerwanie wiązań glikozydowych. Służą do modyfikowania struktury oligosacharydowej glikanu po dodaniu go do lipidu. Mogą również usuwać glikany z glikolipidów, aby zamienić je z powrotem w niezmodyfikowane lipidy.

Wady metabolizmu

Sfingolipidozy to grupa chorób związanych z akumulacją sfingolipidów, które nie zostały prawidłowo zdegradowane, zwykle z powodu defektu enzymu hydrolazy glikozydowej. Sfingolipidozy są zazwyczaj dziedziczone, a ich działanie zależy od tego, który enzym jest dotknięty i stopnia upośledzenia. Jednym z godnych uwagi przykładów jest choroba Niemanna-Picka, która może powodować ból i uszkadzać sieci neuronowe i zwykle kończy się śmiercią we wczesnym dzieciństwie.

Funkcjonować

Oddziaływania komórka-komórka

Główną funkcją glikolipidów w organizmie jest służenie jako miejsca rozpoznawania interakcji między komórkami. Sacharyd glikolipidu będzie wiązał się ze specyficznym komplementarnym węglowodanem lub lektyną (białkiem wiążącym węglowodany) sąsiedniej komórki. Interakcja tych markerów powierzchniowych komórek jest podstawą rozpoznawania komórek i inicjuje odpowiedzi komórkowe, które przyczyniają się do takich czynności, jak regulacja, wzrost i apoptoza .

Odpowiedzi immunologiczne

Przykładem funkcjonowania glikolipidów w organizmie jest interakcja między leukocytami a komórkami śródbłonka podczas stanu zapalnego. Selektyny , klasa lektyn znajdujących się na powierzchni leukocytów i komórek śródbłonka, wiążą się z węglowodanami przyłączonymi do glikolipidów, inicjując odpowiedź immunologiczną. To wiązanie powoduje, że leukocyty opuszczają krążenie i gromadzą się w pobliżu miejsca zapalenia. Jest to początkowy mechanizm wiązania, po którym następuje ekspresja integryn, które tworzą silniejsze wiązania i umożliwiają migrację leukocytów w kierunku miejsca zapalenia. Glikolipidy są również odpowiedzialne za inne odpowiedzi, w szczególności rozpoznawanie komórek gospodarza przez wirusy.

Grupy krwi

Grupy krwi są przykładem tego, jak glikolipidy na błonach komórkowych pośredniczą w interakcjach komórek z otaczającym środowiskiem. Cztery główne typy krwi ludzkiej (A, B, AB, O) są określane przez oligosacharyd przyłączony do specyficznego glikolipidu na powierzchni czerwonych krwinek , który działa jak antygen . Niezmodyfikowany antygen, zwany antygenem H, jest charakterystyczny dla typu 0 i występuje na czerwonych krwinkach wszystkich typów krwi. Grupa krwi A ma N-acetylogalaktozaminę dodaną jako główną strukturę determinującą, typ B ma galaktozę , a typ AB ma wszystkie trzy z tych antygenów. Antygeny, które nie są obecne we krwi osobnika, spowodują wytwarzanie przeciwciał, które będą wiązać się z obcymi glikolipidami. Z tego powodu osoby z grupą krwi AB mogą otrzymywać transfuzje ze wszystkich grup krwi (dawca uniwersalny), a osoby z grupą krwi O mogą być dawcami wszystkich grup krwi (dawca uniwersalny).

Struktura chemiczna glikolipidów

Rodzaje glikolipidów

  • Glikoglicerolipidy: podgrupa glikolipidów charakteryzująca się acetylowanym lub nieacetylowanym glicerolem z co najmniej jednym kwasem tłuszczowym jako kompleksem lipidowym. Gliceroglikolipidy są często związane z błonami fotosyntetycznymi i ich funkcjami. Podkategorie gliceroglikolipidów zależą od przyłączonego węglowodanu.
    • Galaktolipidy : definiowane przez cukier galaktozę przyłączony do cząsteczki lipidu glicerolowego. Znajdują się w błonach chloroplastowych i są związane z właściwościami fotosyntezy.
    • Sulfolipidy : zawierają grupę funkcyjną zawierającą siarkę w ugrupowaniu cukrowym przyłączoną do lipidu. Ważną grupę stanowią diacyloglicerole sulfochinowozylu, które są związane z cyklem siarki w roślinach.
  • Glikosfingolipidy : podgrupa glikolipidów oparta na sfingolipidach . Glikosfingolipidy znajdują się głównie w tkance nerwowej i są odpowiedzialne za sygnalizację komórkową.
    • Cerebrozydy : grupa glikosfingolipidów zaangażowana w błony komórek nerwowych.
      • Galaktocerebrozydy : rodzaj cerebrozydów z galaktozą jako ugrupowaniem sacharydowym
      • Glukocerebrozydy : rodzaj cerebrozydu z glukozą jako ugrupowaniem sacharydowym; często spotykane w tkance nienerwowej.
      • Sulfatydy : klasa glikolipidów zawierających grupę siarczanową w węglowodanie ze szkieletem ceramidowo- lipidowym. Są zaangażowane w wiele funkcji biologicznych, od odpowiedzi immunologicznej po sygnalizację układu nerwowego.
    • Gangliozydy : najbardziej złożone glikolipidy zwierzęce. Zawierają ujemnie naładowane oligosacharydy z jedną lub większą liczbą reszt kwasu sialowego ; zidentyfikowano ponad 200 różnych gangliozydów. Najliczniej występują w komórkach nerwowych.
    • Globozydy : glikosfingolipidy z więcej niż jednym cukrem jako część kompleksu węglowodanów. Pełnią różnorodne funkcje; brak degradacji tych cząsteczek prowadzi do choroby Fabry'ego .
    • Glikofosfosfingolipidy: złożone glikofosfolipidy z grzybów, drożdży i roślin, gdzie pierwotnie nazywano je „fitoglikolipidami”. Mogą być tak skomplikowanym zestawem związków, jak ujemnie naładowane gangliozydy u zwierząt.
    • Glikofosfatydyloinozytole : podgrupa glikolipidów zdefiniowana przez ugrupowanie lipidowe fosfatydyloinozytolu związane z kompleksem węglowodanów. Mogą być związane z C-końcem białka i pełnić różne funkcje związane z różnymi białkami, z którymi mogą być związane.
  • Sacharolipidy

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki