GLOBOSIDES: ISTRAKTURA, BIOSYNTHESIS, PAG-ANDAR AT PATHOLOGIES - BIOLOGY - 2025

Ang globosides ay isang uri ng sphingolipid na kabilang sa heterogenous na pamilya ng glycosphingolipids at nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon sa istraktura nito ng isang compound polar group glycans complex na istraktura na nakakabit sa isang ceramide backbone ng isang glycosidic bond-B.

Ang mga ito ay naiuri sa loob ng seryeng "globo" ng glycosphingolipids sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang sentral na istraktura ng pangkalahatang form na Galα4Galβ4GlcβCer, at ang kanilang nomenclature ay karaniwang batay sa bilang at uri ng mga natitirang asukal sa mga ulo ng polar.

Pangkalahatang istraktura ng isang Globoside (Pinagmulan: BQmUB2010017, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Hindi tulad ng iba pang mga sphingolipids, ang mga globosides ay normal na mga nasasakupan ng mga lamad ng cell ng mga hindi kinakabahan na mga systemic na organo ng maraming mga mammal. Halimbawa ang mga bato, bituka, baga, adrenal glandula at erythrocytes.

Tulad ng lahat ng mga lamad ng lipad, ang mga globosides ay may mahalagang pag-andar ng istruktura sa pagbuo at pag-order ng mga lipid na lipid.

Gayunpaman, at hindi tulad ng kanilang acidic o phosphorylated counterparts, ang pag-andar ng mga globosides ay hindi nauugnay sa paggawa ng mga senyas na molekula, ngunit sa kanilang pakikilahok bilang bahagi ng glycoconjugates sa lamad ng plasma.

Istraktura

Nagbabahagi sila ng ilang mga pagkakapareho sa istruktura at pagganap sa iba pang mga miyembro ng pangkat ng glucosphingolipids: cerebrosides, gangliosides, at sulfatides; kabilang ang komposisyon ng pangunahing balangkas at ng mga by-produkto ng metabolismo nito.

Gayunpaman, ang mga globosides ay naiiba sa acidic glycosphingolipids (tulad ng gangliosides) na may paggalang sa singil ng kanilang mga grupo ng karbohidrat, dahil ang mga ito ay neutral na neutral sa physiological pH, na tila may malakas na mga implikasyon para sa kanilang mga function bilang bahagi ng extracellular matrix.

Ang mga pangkat na polar head na ito ay karaniwang may higit sa dalawang molekula ng asukal, na kung saan ay karaniwang D-glucose, D-galactose at N-acetyl-D-galactosamine, at sa isang mas maliit na fucose at N-acetylglucosamine. .

Tulad ng iba pang mga sphingolipids, ang mga globosides ay maaaring maging magkakaibang mga molekula, alinman sa pagsasaalang-alang sa maraming mga kumbinasyon ng mga fatty acid na nakakabit sa spasmosine skeleton o ang posibleng mga pagkakaiba-iba ng mga oligosaccharide chain ng hydrophilic na bahagi.

Biosynthesis

Ang pathway ay nagsisimula sa synthesis ng ceramide sa endoplasmic reticulum (ER). Ang sphingosine backbone ay unang nabuo sa pamamagitan ng paghalay ng isang L-serine at isang palmitoyl-CoA.

Ang Ceramide ay kasunod na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng ceramide synthase enzymes, na nagpapagaan ng isa pang mataba na acid acid-CoA na may sphingosine gulugod sa carbon sa posisyon 2.

Nasa loob pa rin ng ER, ang mga ceramide na ginawa ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang nalalabi na galactose upang mabuo ang galacto ceramides (GalCer), o maaari nilang maisakay sa Golgi complex alinman sa pagkilos ng mga ceramide transfer protein (CERT ) o sa pamamagitan ng vesicular transport.

Sa Golgi complex ang mga ceramide ay maaaring glycosylated upang makagawa ng gluco ceramides (GlcCer).

Pagdaragdag ng pagiging kumplikado

Ang GlcCer ay ginawa sa cytosolic na mukha ng maagang Golgi. Pagkatapos ay maipadala ito sa luminal na mukha ng masalimuot na at pagkatapos ay maging glycosylated ng mga tiyak na glycosidase na mga enzymes na nakabuo ng mas kumplikadong glycosphingolipids.

Ang mga karaniwang nangunguna sa lahat ng glycosphingolipids ay synthesized sa Golgi complex sa pamamagitan ng pagkilos ng glycosyltransferases mula sa GalCer o GlcCer.

Ang mga enzymes na ito ay naglilipat ng mga tiyak na karbohidrat mula sa naaangkop na mga asukal sa nucleotide: UDP-glucose, UDP-galactose, CMP-sialic acid, atbp.

Kapag ang GlcCer ay dumaan sa Golgi vesicular trafficking system ay galactosylated upang makagawa ng lactosylceramide (LacCer). Ang LacCer ay ang puntong puntong mula sa kung saan ang mga nauna sa iba pang mga glycosphingolipids ay synthesized, iyon ay, ang molekula kung saan mas maraming neutral na natitirang polar sugar sugar ay kasunod na idinagdag. Ang mga reaksyon na ito ay catalyzed ng mga tiyak na globoside synthases.

Lokasyon

Ang mga lipid na ito ay pangunahing matatagpuan sa mga tisyu ng tao. Tulad ng maraming glycosphingolipids, ang mga globosides ay pinayaman sa panlabas na ibabaw ng lamad ng plasma ng maraming mga cell.

Lalo silang mahalaga sa mga erythrocytes ng tao, kung saan kinakatawan nila ang pangunahing uri ng glycolipid sa ibabaw ng cell.

Bilang karagdagan, tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga ito ay bahagi ng hanay ng mga glycoconjugates ng mga lamad ng plasma ng maraming mga hindi kinakabahan na mga organo, pangunahin ang mga bato.

Mga Tampok

Ang mga pag-andar ng mga globosides ay hindi pa ganap na naipalabas hanggang sa kasalukuyan, ngunit kilala na ang ilang mga species ay nagdaragdag ng paglaganap ng cell at motility, sa kaibahan ng pagsugpo sa mga kaganapang ito na sanhi ng ilang mga gangliosides.

Ang isang tetra glycosylated globoside, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), ay gumagana sa pagkilala sa sensitibo sa site na sensitibo sa pagkagambala sa istruktura ng mga erythrocytes sa mga proseso ng pagdikit ng cell.

Ang mga kamakailang pag-aaral ay natutukoy ang paglahok ng Gb4 sa pag-activate ng mga protina ng ERK sa mga linya ng carcinoma cell, na maaaring nangangahulugang ang paglahok nito sa pagsisimula ng tumor. Ang mga protina na ito ay kabilang sa mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling cascade, na binubuo ng mga elemento na Raf, MEK, at ERK.

Ang kanilang pakikilahok bilang mga receptor para sa ilang mga bakterya ng bakterya ng pamilyang Shiga ay naiulat na, partikular na ang globoside Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), na kilala rin bilang CD77, na ipinahayag sa mga immature B cells; din bilang mga receptor para sa kadahilanan ng pagdidikit ng HIV (gp120) at lumilitaw na mayroong mga implikasyon sa ilang mga uri ng kanser at iba pang mga sakit.

Kaugnay na mga pathology

Maraming mga uri ng lipidosis sa mga tao. Ang Globosides at ang kanilang mga metabolic pathway ay may kaugnayan sa dalawang sakit sa partikular: Ang sakit sa tela at sakit sa Sandhoff.

Sakit sa tela

Tumutukoy ito sa isang minana na systemic na may kaugnayan sa sex, na unang nakita sa mga pasyente na may maraming mga lilang lugar sa rehiyon ng umbilical. Naaapektuhan nito ang mga organo tulad ng bato, puso, mata, mga paa't kamay, bahagi ng gastrointestinal at nervous system.

Ito ay produkto ng isang metabolic defect sa enzyme ceramide trihexosidase, na responsable para sa hydrolysis ng trihexosiceramide, isang intermediate sa catabolism ng globosides at gangliosides, na nagiging sanhi ng isang akumulasyon ng mga glycolipids na ito sa mga tisyu.

Sakit sa Sandhoff

Ang patolohiya na ito ay una na inilarawan bilang isang variant ng sakit na Tay-Sachs, na nauugnay sa metabolismo ng gangliosides, ngunit ipinakita din nito ang akumulasyon ng mga globosides sa viscera. Ito ay isang minana na karamdaman sa mga pattern ng resesyong autosomal na unti-unting sinisira ang mga neuron at spinal cord.

Ito ay may kinalaman sa kawalan ng mga form A at B ng enzyme β-N -acetyl hexosaminidase dahil sa mga mutation sa HEXB gene. Ang mga enzymes na ito ay may pananagutan para sa isa sa mga hakbang ng marawal na kalagayan ng ilang glycosphingolipids.

Mga Sanggunian

1. Bieberich, E. (2004). Pagsasama ng glycosphingolipid metabolismo at mga pasiya ng cell-kapalaran sa cancer at stem cells: Suriin at Hipotesis. Glycoconjugate Journal, 21, 315–327.
2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Ang Dezymatic Defect sa Sakit ng Tela. Ang New England Journal of Medicine, 276 (21), 1163–1167.
3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipids: synthesis at pag-andar. Ang FEBS Journal, 280, 6338–6353.
4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Ang utak sphingoglycolipids sa globoid cell leukodystrophy ng krabbe. Journal of Neurochemistry, I (1966).
5. Jones, DH, Lingwood, CA, Barber, KR, & Grant, CWM (1997). Globoside bilang isang Receptor ng Membrane: Isang Pagsasaalang-alang ng Komunikasyon ng Oligosaccharide sa Hydrophobic Domain †. Biochemistry, 31 (97), 8539-8547.
6. Merrill, AH (2011). Ang sphingolipid at glycosphingolipid na mga landas sa metabolic path sa panahon ng sphingolipidomics. Mga Review sa Chemical, 111 (10), 6387-6422.
7. Park, S., Kwak, C., Shayman, JA, & Hoe, J. (2012). Ang Globoside ay nagtataguyod ng pag-activate ng ERK sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa receptor factor ng epidermis na paglaki. Biochimica et Biophysica Acta, 1820 (7), 1141-11148.
8. Kagawaran ng Kalusugan at Serbisyong Pantao ng Estados Unidos (2008). Sanggunian sa Genetics Tahanan Sandhoff sakit. Nakuha mula sa www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Isang Bagong Uri ng Sakit sa Sandhoff. Pediat. Res., 8, 628-637.
10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Sakit sa Sandhoff. Acta Pathol. Jpn, 31 (3), 503-512.
11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Mga polar lipids sa mga pampaganda: kamakailan-lamang na mga uso sa pagkuha, paghihiwalay, pagsusuri at pangunahing mga aplikasyon. Phytochem Rev, 7, 1–32.
12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Istraktura ng Pangunahing Globoside ng Human Erythrocytes. Ang Journal of Biochemistry, 52 (3).