GLOBOSIDLER: YAPI, BIYOSENTEZ, IŞLEVLER VE PATOLOJILER - BIYOLOJI - 2024

Globosides glikosfingolipidlerin heterojen ailesine ait sphingolipid bir tür ve yapıda bir glikosidik bağ B tarafından bir seramid omurgasına bağlanmış bir bileşiği, polar grup glikanlar karmaşık bir yapıya sahip olması ile karakterize edilir.

Galα4GalG4GlcβCer genel formunun merkezi bir yapısının varlığıyla "glob" glikosfingolipidler dizisi içinde sınıflandırılırlar ve adlandırılmaları genellikle kutup başlarındaki şeker kalıntılarının sayısına ve türüne dayanır.

Bir Globoside'nin genel yapısı (Kaynak: BQmUB2010017, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Diğer sfingolipidlerin aksine, globosidler birçok memelinin sinir dışı sistemik organlarının hücre zarlarının normal bileşenleridir. Örneğin böbrekler, bağırsak, akciğerler, adrenal bezler ve eritrositler.

Tüm membran lipidleri gibi, globosidler de lipid çift katmanlarının oluşumunda ve düzenlenmesinde önemli yapısal işlevlere sahiptir.

Bununla birlikte, asidik veya fosforile muadillerinin aksine, globosidlerin işlevi sinyal moleküllerinin üretimiyle çok fazla ilişkilidir, bunun yerine plazma membranındaki glikokonjugatların bir parçası olarak katılımlarıyla ilgilidir.

yapı

Glukosfingolipid grubunun diğer üyeleriyle bazı yapısal ve işlevsel benzerlikleri paylaşırlar: serebrosidler, gangliosidler ve sülfatidler; ana iskeletin bileşimi ve metabolizmasının yan ürünleri dahil.

Bununla birlikte, globosidler, karbonhidrat polar gruplarının yükü açısından asidik glikosfingolipidlerden (gangliosidler gibi) farklılık gösterir, çünkü bunlar, hücre dışı matrisin bir parçası olarak işlevleri için güçlü etkilere sahip gibi görünen fizyolojik pH'ta elektriksel olarak nötrdürler.

Bu polar baş grupları normalde, aralarında genellikle D-glikoz, D-galaktoz ve N-asetil-D-galaktozamin ve daha az ölçüde fukoz ve N-asetilglukosamin olan ikiden fazla şeker molekülüne sahiptir. .

Diğer sfingolipidlerde olduğu gibi, globosidler, sfingozin iskeletine bağlanan çoklu yağ asidi kombinasyonları veya hidrofilik kısmın oligosakarit zincirlerinin olası varyasyonları hesaba katılarak çok çeşitli moleküller olabilir.

biosentezi

Yol, endoplazmik retikulumda (ER) seramid senteziyle başlar. Sfingosin omurgası ilk olarak bir L-serin ve bir palmitoil-CoA'nın yoğunlaşması ile oluşturulur.

Seramid daha sonra, pozisyon 2'de karbonda sfingozin omurgası ile başka bir yağ asidi-CoA molekülünü yoğunlaştıran seramid sentaz enzimlerinin etkisiyle üretilir.

Yine ER'de üretilen seramidler, galakto seramidler (GalCer) oluşturmak için bir galaktoz kalıntısının eklenmesiyle modifiye edilebilir veya bunun yerine ya seramid transfer proteinlerinin (CERT) etkisiyle Golgi kompleksine taşınabilirler. ) veya veziküler taşıma yoluyla.

Golgi kompleksinde seramidler, gluko seramidler (GlcCer) üretmek için glikosile edilebilir.

Karmaşıklık ekleniyor

GlcCer, erken Golgi'nin sitozolik yüzünde üretilir. Daha sonra kompleksin lümen yüzüne taşınabilir ve daha sonra daha karmaşık glikosfingolipidler üreten spesifik glikosidaz enzimleri tarafından glikosile edilebilir.

Tüm glikosfingolipidlerin ortak öncüleri, GalCer veya GlcCer'den glikoziltransferazların etkisiyle Golgi kompleksinde sentezlenir.

Bu enzimler, belirli karbonhidratları uygun nükleotid şekerlerinden aktarır: UDP-glikoz, UDP-galaktoz, CMP-sialik asit, vb.

GlcCer, Golgi veziküler trafik sisteminden geçtiğinde, laktosilseramid (LacCer) üretmek için galaktozile edilir. LacCer, diğer glikosfingolipidlerin öncülerinin sentezlendiği dallanma noktasıdır, yani daha sonra daha nötr polar şeker kalıntılarının eklendiği moleküldür. Bu reaksiyonlar, spesifik globosid sentezler tarafından katalize edilir.

yer

Bu lipitler esas olarak insan dokularında bulunur. Birçok glikosfingolipid gibi, globosidler de birçok hücrenin plazma zarının dış yüzeyinde zenginleştirilmiştir.

Hücre yüzeyindeki ana glikolipid tipini temsil ettikleri insan eritrositlerinde özellikle önemlidirler.

Ek olarak, yukarıda belirtildiği gibi bunlar, başta böbrekler olmak üzere birçok sinir dışı organın plazma membranlarının glikokonjugat kümesinin bir parçasıdır.

Özellikleri

Globosidlerin işlevleri bugüne kadar tam olarak açıklanamamıştır, ancak bazı gangliosidlerin neden olduğu bu olayların inhibisyonunun aksine, bazı türlerin hücre proliferasyonunu ve hareketliliğini artırdığı bilinmektedir.

Bir tetra glikosile globosid, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), hücre yapışma süreçleri sırasında eritrositlerin yapısal bozukluklarının bölgeye duyarlı olarak tanınmasında işlev görür.

Son çalışmalar, Gb4'ün karsinom hücre dizilerindeki ERK proteinlerinin aktivasyonundaki rolünü belirlemiştir, bu da tümörün başlamasına katılımı anlamına gelebilir. Bu proteinler, Raf, MEK ve ERK elementlerinden oluşan mitojenle aktive olan protein kinaz (MAPK) sinyal zincirine aittir.

Bunların Shiga ailesinin bazı bakteriyel toksinleri için reseptör olarak katılımları, özellikle de olgunlaşmamış B hücrelerinde ifade edilen, CD77 olarak da bilinen globoside Gb3 (Gala4Galβ4GlcβCer); ayrıca HIV yapışma faktörü (gp120) için reseptörler olarak ve belirli kanser türleri ve diğer hastalıklarda etkileri olduğu görülmektedir.

İlgili patolojiler

İnsanlarda çok sayıda lipidoz türü vardır. Globosidler ve metabolik yolları özellikle iki hastalıkla ilişkilidir: Fabry hastalığı ve Sandhoff hastalığı.

Fabry hastalığı

İlk olarak göbek bölgesinde çok sayıda mor lekesi olan hastalarda görülen kalıtsal cinsiyete bağlı sistemik bir bozukluğa işaret eder. Böbrekler, kalp, gözler, ekstremiteler, gastrointestinal kısımlar ve sinir sistemi gibi organları etkiler.

Bu glikolipidlerin dokularda birikmesine neden olan globosidlerin ve gangliosidlerin katabolizmasında bir ara ürün olan trihexosiceramide'in hidrolizinden sorumlu olan seramid triheksosidaz enzimindeki metabolik bir kusurun ürünüdür.

Sandhoff hastalığı

Bu patoloji başlangıçta, gangliosidlerin metabolizmasıyla ilişkili bir Tay-Sachs hastalığı varyantı olarak tanımlanmıştı, ancak bu aynı zamanda iç organlarda globosid birikimini de gösteriyor. Nöronları ve omuriliği aşamalı olarak yok eden otozomal resesif paternlere sahip kalıtsal bir hastalıktır.

HEXB genindeki mutasyonlardan dolayı β-N-asetil heksosaminidaz enziminin A ve B formlarının yokluğu ile ilgisi vardır. Bu enzimler, bazı glikosfingolipidlerin parçalanma aşamalarından birinden sorumludur.

Referanslar

1. Bieberich, E. (2004). Kanser ve kök hücrelerde glikosfingolipid metabolizması ve hücre kaderi kararlarının entegrasyonu: Gözden Geçirme ve Hipotez. Glikokonjugat Dergisi, 21, 315–327.
2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A. ve Laster, L. (1967). Fabry Hastalığında Enzimatik Kusur. New England Tıp Dergisi, 276 (21), 1163–1167.
3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L. ve Russo, D. (2013). Glikosfingolipidler: sentez ve fonksiyonlar. FEBS Dergisi, 280, 6338–6353.
4. Eto, Y. ve Suzuki, K. (1971). Krabbe'nin globoid hücre lökodistrofisinde beyin sfingoglikolipidleri. Nörokimya Dergisi, I (1966).
5. Jones, DH, Lingwood, CA, Barber, KR ve Grant, CWM (1997). Bir Membran Reseptörü Olarak Globosid: Hidrofobik Alanla Oligosakkarit İletişiminin Bir Değerlendirmesi †. Biyokimya, 31 (97), 8539-8547.
6. Merrill, AH (2011). Sfingolipidomikler çağında sfingolipid ve glikosfingolipid metabolik yolları. Kimyasal İncelemeler, 111 (10), 6387-6422.
7. Park, S., Kwak, C., Shayman, JA ve Hoe, J. (2012). Globoside, epidermal büyüme faktörü reseptörü ile etkileşim yoluyla ERK aktivasyonunu destekler. Biochimica et Biophysica Açta, 1820 (7), 1141–1148.
8. ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Bakanlığı (2008). Genetik Ana Referans Sandhoff hastalığı. Www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition adresinden erişildi
9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J. ve Tibbles, J. (1974). Sandhoff Hastalığının Yeni Bir Varyantı. Pediat. Res., 8,628-637.
10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y. ve Ogiu, T. (1981). Sandhoff Hastalığı. Açta Pathol. Jpn, 31 (3), 503–512.
11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S. ve Delannay, E. (2018). Kozmetikte polar lipidler: ekstraksiyon, ayırma, analiz ve ana uygulamalarda son trendler. Phytochem Rev, 7, 1–32.
12. Yamakawa, T., Yokoyama, S. ve Kiso, N. (1962). İnsan Eritrositlerinin Ana Globosidinin Yapısı. Biyokimya Dergisi, 52 (3).