stringtranslate.com

Ганглиозид

Структура ганглиозида GM1

Ганглиозид — это молекула, состоящая из гликосфинголипида ( церамида и олигосахарида ) с одной или несколькими сиаловыми кислотами (например, N -ацетилнейраминовой кислотой , NANA), связанными с сахарной цепью . NeuNAc, ацетилированное производное углевода сиаловой кислоты, делает головные группы ганглиозидов анионными при pH 7, что отличает их от глобозидов .

Название ганглиозид впервые было применено немецким ученым Эрнстом Кленк в 1942 году к липидам, недавно выделенным из ганглиозных клеток мозга. [1] Известно более 60 ганглиозидов, которые отличаются друг от друга в основном положением и количеством остатков NANA . Это компонент плазматической мембраны клетки , который модулирует события передачи клеточного сигнала и, по-видимому, концентрируется в липидных плотах [2] [3] .

Недавно было обнаружено, что ганглиозиды являются очень важными молекулами в иммунологии . Природные и полусинтетические ганглиозиды считаются возможными терапевтическими средствами для лечения нейродегенеративных расстройств. [4]

Расположение

Ганглиозиды присутствуют и концентрируются на поверхности клеток, причем две углеводородные цепи церамидной части встроены в плазматическую мембрану, а олигосахариды расположены на внеклеточной поверхности, где они представляют собой точки распознавания для внеклеточных молекул или поверхностей соседних клеток. Они встречаются преимущественно в нервной системе, где составляют 6% всех липидов. [5]

Функция

Группы олигосахаридов на ганглиозидах простираются далеко за пределы поверхности клеточных мембран и действуют как отличительные поверхностные маркеры, которые могут служить специфическими детерминантами в клеточном распознавании и межклеточной коммуникации. Эти группы углеводных головок также действуют как специфические рецепторы для определенных гликопротеиновых гормонов гипофиза и определенных бактериальных белковых токсинов, таких как холерный токсин .

Функции ганглиозидов как специфических детерминант предполагают их важную роль в росте и дифференциации тканей, а также в канцерогенезе . Было обнаружено, что образование опухоли может индуцировать синтез нового комплемента ганглиозида, а очень низкие концентрации специфического ганглиозида могут индуцировать дифференциацию культивируемых нейрональных опухолевых клеток. [6]

Обычные ганглиозиды

Структуры GM1, GM2, GM3

Структуры общих ганглиозидов

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-ацетил-D-галактоза-бета-1,4-[N-ацетилнейраминидат-альфа-2,3-]-галактоза-бета-1,4-глюкоза-альфа-церамид
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)bDGalp(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
GD1альфа = 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)[aNeu5Ac(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 [ необходима ссылка ]

где

Патология

Ганглиозиды непрерывно синтезируются и разрушаются в клетках. Они разрушаются до церамидов путем последовательного удаления сахарных единиц в олигосахаридной группе, катализируемого набором высокоспецифичных лизосомальных ферментов. Мутации в генах, кодирующих эти ферменты, приводят к накоплению частично разрушенных ганглиозидов в лизосомах, что приводит к группе заболеваний, называемых ганглиозидозами . Например, фатальная болезнь Тея-Сакса возникает как генетический дефект, который приводит к отсутствию функциональной гексозаминидазы А , заставляя GM2 накапливаться в лизосомах. В конечном итоге ганглиозные клетки в нервной системе сильно разбухают, нарушая нормальные функции нейронов. [5]

Краткое изложение причин сфинголипидоза , включая ганглиозидоз .

Ганглиозиды также участвуют в развитии нескольких заболеваний:

Ссылки

  1. ^ "Ганглиозиды, структура, возникновение, биология и анализ". Библиотека липидов . Американское общество нефтехимиков. Архивировано из оригинала 2009-12-17.
  2. ^ Хакомори С. (2002). «Гликозилирование, определяющее злокачественность рака: новое вино в старой бутылке». Proc Natl Acad Sci USA . 99 (16): 10231–3. doi : 10.1073/pnas.172380699 . PMC 124893. PMID  12149519 . 
  3. ^ Ruzzi F, Cappello C, Semprini MS, Scalambra L, Angelicola S, Pittino OM; и др. (2024). «Липидные плоты, кавеолы ​​и семейство рецепторов эпидермального фактора роста: друзья или враги?». Cell Commun Signal . 22 (1): 489. doi : 10.1186/s12964-024-01876-4 . PMC 11468060. PMID  39394159 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Mocchetti I (2005). «Экзогенные ганглиозиды, нейрональная пластичность и восстановление, и нейротрофины». Cell Mol Life Sci . 62 (19–20): 2283–94. doi :10.1007/s00018-005-5188-y. PMC 11139125. PMID 16158191.  S2CID 28652906  . 
  5. ^ ab Lubert Stryer (1975). "Биосинтез макромолекулярных предшественников". Biochemsitry . WH Freeman & Co. стр. 486. ISBN 0-7167-0174-X.
  6. ^ Дэвид Л. Нельсон; Майкл М. Кокс (2005). «Липиды». Lehninger Principles of Biochemistry, 4-е издание . WH Freeman & Co. стр. 357. ISBN 9780716743392.
  7. ^ Нахамкин И.; Шадоми, С.В.; Моран, А.П.; Кокс, Н.; Фицджеральд, К.; Унг, Х.; Коркоран, А.Т.; Искандер, Дж.К.; и др. (2008). «Индукция антител к ганглиозиду свиными (A/NJ/1976/H1N1) и другими вакцинами против гриппа: взгляд на синдром Гийена–Барре, связанный с вакциной». J. Infect. Dis . 198 (2): 226–33. doi : 10.1086/589624 . hdl : 10379/13073 . PMID  18522505.
  8. ^ Рибейро-Ресенде, Вирджиния; Рибейру-Гимарайнш, ML; Лемес, РМ; Насименто, IC; Алвес, Л; Мендес-Отеро, Р; Пессолани, MC; Лара, ФА (29 октября 2010 г.). «Участие 9-O-ацетил GD3-ганглиозида в инфицировании шванновских клеток Mycobacterium leprae». Журнал биологической химии . 285 (44). Американское общество биохимии и молекулярной биологии : 34086–34096. дои : 10.1074/jbc.M110.147272 . ПМЦ 2962507 . ПМИД  20739294 . Проверено 15 апреля 2016 г. 
  9. ^ Nordström V.; Willershäuser M.; Herzer S.; Rozman J.; von Bohlen und Halbach O.; Meldner S.; et al. (12 марта 2013 г.). «Нейрональная экспрессия глюкозилцерамидсинтазы в центральной нервной системе регулирует вес тела и энергетический гомеостаз». PLOS Biology . 11 (3): e1001506. doi : 10.1371/journal.pbio.1001506 . PMC 3595213. PMID  23554574 . 
  10. ^ Herzer, Silke; Meldner, Sascha; Gröne, Hermann-Josef; Nordström, Viola (2015-10-01). «Вызванный голоданием липолиз и гипоталамическая инсулиновая сигнализация регулируются нейрональной глюкозилцерамидсинтазой» (PDF) . Диабет . 64 (10): 3363–3376. doi : 10.2337/db14-1726 . ISSN  0012-1797. PMID  26038579.

Внешние ссылки