GLYCOLIPIDS: PAG-UURI, ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang glycolipids ay mga lamad na may karbohidrat na lamad sa kanilang mga polar head group. Ipinakita nila ang pinaka-walang simetrya na pamamahagi sa mga lipid ng lamad, dahil ang mga ito ay eksklusibo na natagpuan sa panlabas na monolayer ng mga lamad ng cell, na partikular na masagana sa lamad ng plasma.

Tulad ng karamihan sa mga lamad ng lamad, ang glycolipids ay mayroong isang rehiyon na hydrophobic na binubuo ng mga apolar na hydrocarbon tails, at isang ulo o polar na rehiyon, na maaaring binubuo ng iba't ibang mga klase ng mga molekula, depende sa glycolipid na pinag-uusapan.

Pangkalahatang eskematiko ng isang glycolipid (Pinagmulan: Wpcrosson sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga glycolipids ay matatagpuan sa mga organismo na single-celled tulad ng bakterya at lebadura, pati na rin sa mga organismo na kumplikado tulad ng mga hayop at halaman.

Sa mga selula ng hayop, ang glycolipids ay higit sa lahat na binubuo ng isang spasmosine skeleton, habang sa mga halaman ang dalawang pinaka-karaniwang nauugnay sa diglycerides at sulfonic acid derivatives. Sa bakterya mayroon ding mga glycosyl glycerides at derivatives ng acylated sugars.

Sa mga halaman, ang mga glycolipids ay puro sa mga chloroplastic membranes, habang sa mga hayop sila ay sagana sa lamad ng plasma. Kasama ng glycoproteins at proteoglycans, ang glycolipids ay bumubuo ng isang mahalagang bahagi ng glycocalyx, na mahalaga para sa maraming mga proseso ng cellular.

Ang mga glycolipids, lalo na ng mga selula ng hayop, ay may posibilidad na makisama sa bawat isa sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng kanilang mga karamdaman sa karbohidrat, at sa pamamagitan ng mga puwersa ng van der Waals sa pagitan ng kanilang mga fatty chain chain. Ang mga lipid na ito ay naroroon sa mga istruktura ng lamad na kilala bilang mga lipid rafts, na mayroong maraming mga pag-andar.

Ang mga pag-andar ng glycolipids ay iba-iba, ngunit sa eukaryotes ang kanilang lokasyon sa panlabas na mukha ng membrane ng plasma ay may kaugnayan mula sa maraming mga punto ng view, lalo na sa mga proseso ng komunikasyon, pagdirikit at pagkita ng cell.

Pag-uuri

Ang mga glycolipids ay glycoconjugates na bumubuo ng isang napaka-heterogenous na grupo ng mga molekula, ang karaniwang katangian na kung saan ay ang pagkakaroon ng mga residu ng saccharide na naka-link sa pamamagitan ng mga glucosidic bond sa isang hydrophobic moiety, na maaaring maging acyl-glycerol, ceramide o prenyl phosphate.

Ang pag-uuri nito ay batay sa molekular na balangkas na ang tulay sa pagitan ng rehiyon ng hydrophobic at polar. Kaya, depende sa pagkakakilanlan ng pangkat na ito, mayroon kami:

Glycoglycerolipid

Ang mga glycolipids, tulad ng glycerolipids, ay mayroong diacylglycerol o monoalkyl-monoacylglycerol backbone kung saan ang mga nalalabi ng asukal ay nakalakip ng mga bono ng glucosidic.

Ang Glycoglycerolipids ay medyo pantay-pantay sa mga tuntunin ng kanilang karbohidrat na komposisyon, at ang mga natitirang galactose o glucose ay matatagpuan sa kanilang istraktura, kung saan sumusunod ang kanilang pangunahing pag-uuri, lalo:

• Galacto glycerolipids : mayroon silang mga natitirang galactose sa kanilang karbohidrat na bahagi. Ang rehiyon ng hydrophobic ay binubuo ng isang molekula ng diacylglycerol o alkil acylglycerol.
• Gluco Glycerolipids: Mayroon itong mga residue ng glucose sa kanilang polar head at ang rehiyon ng hydrophobic ay binubuo lamang ng alkyl acylglycerol.
• Sulfo glycerolipids : maaari silang maging alinman sa galacto-glycerolipids o gluco-glycerolipids na may mga karbohid na nakakabit sa mga grupo ng sulfate, na nagbibigay sa kanila ng katangian ng "acidic" at pag-iba-iba ang mga ito mula sa neutral na glycoglycerolipids (galacto- at glycerolipids).

Glucosphingolipids

Ang mga lipid na ito ay mayroong isang "kalansay" na molekula ng isang bahagi ng ceramide na maaaring magkaroon ng iba't ibang mga molekula ng fatty acid.

Ang mga ito ay lubos na variable na lipid, hindi lamang sa mga tuntunin ng komposisyon ng kanilang mga hydrophobic chain, kundi pati na rin patungkol sa mga natitirang karbohidrat sa kanilang polar head. Ang mga ito ay sagana sa maraming mga tisyu ng mammalya.

Ang kanilang pag-uuri ay batay sa uri ng pagpapalit o sa pagkakakilanlan ng bahagi ng saccharide, sa halip na sa rehiyon na binubuo ng mga kadena ng hydrophobic. Ayon sa mga uri ng pagpapalit, ang pag-uuri ng mga sphingolipids na ito ay ang mga sumusunod:

Mga Neutral na glucosphingolipids: yaong naglalaman ng hexoses, N-acetyl hexosamines at methyl pentoses sa saccharide na bahagi.

Sulfatides: ang mga glucosphingolipids na naglalaman ng mga estate ng sulfate. Ang mga ito ay negatibong sisingilin at lalo na sagana sa myelin sheaths ng mga selula ng utak. Ang pinakakaraniwan ay may nalalabi na galactose.

Gangliosides: kilala rin bilang sialosyl glycolipids, ang mga ito ay naglalaman ng sialic acid, na kung saan ay kilala rin sila bilang acidic glycosphingolipids.

Phosphoinositido-glycolipids : ang balangkas ay binubuo ng phosphoinositido-ceramides.

Glycophosphatidylinositols

Ang mga ito ay karaniwang kinikilala bilang mga matatag na angkla para sa mga protina sa lipid bilayer. Ang mga ito ay idinagdag sa post-translationally sa C-terminal end ng maraming mga protina na karaniwang natagpuan na nakaharap sa panlabas na mukha ng cytoplasmic membrane.

Ang mga ito ay binubuo ng isang sentro ng glucan, isang phospholipid tail at isang bahagi ng phosphoethanolamine na nagbubuklod sa kanila.

Istraktura

Ang mga glycolipids ay maaaring magkaroon ng mga mozeries ng saccharide na nakakabit sa molekula ng mga bono ng N- o O-glucosidic, at kahit sa pamamagitan ng mga bono na hindi glucosidic, tulad ng mga bono ng ester o amide.

Ang bahagi ng saccharide ay lubos na nagbabago, hindi lamang sa istraktura kundi pati sa komposisyon. Ang bahaging saccharide na ito ay maaaring binubuo ng mono-, di-, oligo- o polysaccharides ng iba't ibang uri. Maaari silang magkaroon ng mga amino sugars at kahit acidic, simple o branched sugars.

Narito ang isang maikling paglalarawan ng pangkalahatang istraktura ng tatlong pangunahing mga klase ng glycolipids:

Glycoglycerolipids

Tulad ng nabanggit dati, ang glycoglycerolipids sa mga hayop ay maaaring magkaroon ng galactose o residue ng glucose, pospeyt o hindi. Ang mga fatty chain chain sa mga lipid na ito ay nasa pagitan ng 16 at 20 carbon atoms.

Sa galacto-glycerolipids, ang unyon sa pagitan ng asukal at lipid backbone ay nangyayari sa pamamagitan ng β-glucosidic bond sa pagitan ng C-1 ng galactose at ang C-3 ng gliserol. Ang iba pang dalawang carbons ng gliserol ay alinman sa esterified na may mga fatty acid o C1 ay pinalitan ng isang grupo ng alkyl at C2 ng isang grupo ng acyl.

Karaniwan ang isang solong galactose na nalalabi ay sinusunod, bagaman ang pagkakaroon ng digalactoglycerolipids ay naiulat. Pagdating sa isang slufogalactoglycerolipid, karaniwang ang grupo ng sulfate ay matatagpuan sa C-3 ng galactose residue.

Ang istraktura ng glycerolipids ay medyo magkakaiba, lalo na tungkol sa bilang ng mga residue ng glucose, na maaaring hanggang sa 8 nalalabi na naka-link sa pamamagitan ng α (1-6) na mga bono. Ang molekula ng glucose na nakakabit ng likidong lipid ay nakadikit dito sa pamamagitan ng isang bono na α (1-3).

Sa sulfoglycoglycerolipids ang grupo ng sulfate ay nakakabit sa carbon sa posisyon 6 ng residue ng terminal glucose.

Glucosphingolipids

Tulad ng iba pang mga sphingolipids, ang glycosphingolipids ay nagmula sa isang L-serine na nakalaan na may long-chain fatty acid na bumubuo ng isang sphingoid base na kilala bilang sphingosine. Kapag ang isa pang mataba acid ay nagbubuklod sa carbon 2 ng sphingosine, isang ceramide ang ginawa, na siyang karaniwang batayan para sa lahat ng sphingolipids.

Depende sa uri ng sphingolipid, ang mga ito ay binubuo ng D-glucose, D-galactose, N-acetyl-D-galactosamine at N-acetylglucosamine residues, pati na rin sialic acid. Ang mga gangliosides ay marahil ang pinaka magkakaibang at kumplikado sa mga tuntunin ng ramifications ng mga oligosaccharide chain.

Glycophosphatidylinositols

Sa mga glycolipids na ito ang mga nalalabi sa sentro ng glucan (glucosamine at mannose) ay maaaring mabago sa iba't ibang paraan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga pangkat na phosphoethanolamine at iba pang mga sugars. Ang iba't ibang ito ay nagbibigay sa kanila ng mahusay na istraktura na istraktura na mahalaga para sa kanilang pagpasok sa lamad.

Magtanim ng glycolipids

Ang mga chloroplast ng maraming mga algae at mas mataas na halaman ay pinayaman ng neutral na galactoglycerolipids na may mga katangian na katulad ng mga cerebrosides sa mga hayop. Ang Mono- at digalactolipids ay naka-link sa isang diglyceride moiety, habang ang mga sulfolipid ay nagmula lamang sa α-glucose.

Mga Bakterya Glycolipids

Sa bakterya, ang glycosyl glycerides ay istruktura na magkatulad sa phosphoglycerides ng hayop, ngunit naglalaman ng mga residu ng karbohidrat na naka-link sa pamamagitan ng glycosylation sa 3-posisyon ng sn-1,2-diglyceride. Ang mga acid na asukal na asukal ay hindi naglalaman ng gliserol ngunit sa halip na mga fatty acid na direktang nakadikit sa mga asukal.

Ang pinaka-karaniwang mga residue ng saccharide sa mga bacterial glycolipids ay galactose, glucose, at mannose.

Mga Tampok

Sa mga hayop, ang glycolipids ay may mahalagang papel sa pakikipag-usap sa cell, pagkita ng kaibahan at paglaganap, oncogenesis, pag-urong ng kuryente (sa kaso ng polar glycolipids), pagdikit ng cell, bukod sa iba pa.

Ang pagkakaroon nito sa maraming mga cell lamad ng mga hayop, halaman at microorganism account para sa mahalagang function nito, na kung saan ay partikular na nauugnay sa mga katangian ng multifunctional lipid rafts.

Ang karbohidrat na bahagi ng glycosphingolipids ay isang determinant ng antigenicity at immunogenicity ng mga cell na nagdadala nito. Maaari itong kasangkot sa mga proseso ng intercellular na pagkilala, pati na rin sa mga aktibidad na "social" ng cellular.

Ang Galactoglycerolipids sa mga halaman, na binigyan ng kanilang kamag-anak na kasaganaan sa mga lamad ng halaman, ay may mahalagang papel sa pagtaguyod ng mga katangian ng lamad tulad ng katatagan at pagganap na aktibidad ng maraming mga protina ng lamad.

Iba rin ang papel ng glycolipids sa bakterya. Ang ilan sa mga glycoglycerolipids ay kinakailangan upang mapabuti ang katatagan ng bilayer. Nagsisilbi rin sila bilang pangunahan sa iba pang mga sangkap ng lamad at sinusuportahan din ang paglaki sa anoxia o kakulangan ng pospeyt.

Ang mga angkla ng GPI o glucosidylphosphatidylinositols ay naroroon din sa lipid rafts, lumahok sa signal transduction, sa pathogenesis ng maraming mga parasito na microorganism at sa oryentasyon ng apical membrane.

Pagkatapos ay masasabi na ang mga pangkalahatang pag-andar ng glycolipids, kapwa sa mga halaman, hayop at bakterya, ay tumutugma sa pagtatatag ng katatagan at likido ng lamad; pakikilahok sa mga tiyak na pakikipag-ugnay sa lipid-protina at pagkilala sa cell.

Mga Sanggunian

1. Abdel-mawgoud, AM, & Stephanopoulos, G. (2017). Mga simpleng glycolipids ng microbes: Chemistry, biological aktibidad at metabolic engineering. Synthetic and Systems Biotechnology, 1–17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molekular na Biology ng Cell (Ika-6 na ed.). New York: Garland Science.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Sintesis ng Glycolipids. Karbohidrat na Pananaliksik, 797–813.
4. Benson, A. (1964). Mga halaman ng lamad ng lamad. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, YUNH, & Slomiany, A. (1987). Mga hayop glycoglycerolipids. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., & Dormann, P. (2007). Istraktura at pag-andar ng glycoglycerolipids sa mga halaman at bakterya. Prog. Lipid Res., 46, 225–243.
7. Honke, K. (2013). Biosynthesis at biological function ng sulfoglycolipids. Proseso. Jpn. Acad. Ser B B, 89 (4), 129–138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipid Biochemistry. (D. Hanahan, Ed.), Handbook ng Lipid Research 3 (1st ed.).
9. Koynova, R., & Caffrey, M. (1994). Mga phase at phase transitions ng glycoglycerolipids. Chemistry at Physics ng Lipids, 69, 181–207.
10. Batas, J. (1960). Glycolipids. Taunang Mga Review, 29, 131-150.
11. Paulick, MG, & Bertozzi, CR (2008). Ang Glycosylphosphatidylinositol Anchor: Isang Komplikadong Membrane-Anchoring. Biochemistry, 47, 6991-7000.