هيكل Globosides ، التركيب الحيوي ، وظائف وعلم الأمراض

ال globosides هي نوع من السفينغوليبيدز ينتمي إلى عائلة غير متجانسة من الجليكوسفينجوليبيدز وتتميز في وجودها في بنيتها مجموعة قطبية مكونة من جليكانات بنية معقدة مرتبطة بهيكل سيراميدي بواسطة رباط بيلي جليكوسيدي.

يتم تصنيفها ضمن سلسلة "البالون" من جليكوسفينجوليبيدز من خلال وجود هيكل مركزي للنموذج العام Galα4GalG4GlcerCer ، وعمومًا يعتمد اسمها على عدد ونوع المخلفات السكرية للرؤوس القطبية.

على عكس السفينغوليبيدس الأخرى ، فإن الجلوبيوسيدات هي مكونات طبيعية للأغشية الخلوية للأعضاء الجهازية غير العصبية للعديد من الثدييات. على سبيل المثال الكلى والأمعاء والرئتين والغدد الكظرية والكريات الحمراء.

مثل كل دهون الغشاء ، للكربيدات وظائف هيكلية مهمة في تكوين وترتيب طبقات ثنائية الشحوم..

ومع ذلك ، على عكس نظرائهم الحمضية أو الفسفورية ، فإن دور الجلوبيوز ليس مرتبطًا بإنتاج جزيئات الإشارة ، بل بمشاركتها كجزء من الجليكوكوجنات في غشاء البلازما..

مؤشر

• 1 هيكل
• 2 التخليق الحيوي
  • 2.1 إضافة التعقيد
• 3 الموقع
• 4 وظائف
• 5 الأمراض ذات الصلة
  • 5.1 مرض فابري
  • 5.2 مرض ساندهوف
• 6 المراجع

هيكل

يتشاركون في بعض أوجه التشابه الهيكلية والوظيفية مع الأعضاء الآخرين في مجموعة جليكوسفينجوليبيدس: cerebrosides ، gangliosides و sulfatides ؛ من بينها تكوين الهيكل العظمي الرئيسي والمنتجات الثانوية لعملية التمثيل الغذائي.

ومع ذلك ، تختلف globosides عن glycosphingolipids الحمضية (مثل gangliosides) فيما يتعلق بشحن مجموعاتها الكربوهيدراتية القطبية ، نظرًا لأنها محايدة كهربائيًا في درجة الحموضة الفسيولوجية ، والتي يبدو أن لها آثار قوية على وظائفها كجزء من المصفوفة خارج الخلية.

تحتوي هذه المجموعات الرأسية القطبية عادةً على أكثر من جزيئين من السكر ، من بينهم بشكل شائع D- الجلوكوز و D-galactose و N-acetyl-D-galactosamine ، وبدرجة أقل ، fucose و N-اسيتيل.

كما هو الحال مع sphingolipids الأخرى ، يمكن أن تكون globosides جزيئات متنوعة للغاية ، إما مع مراعاة التوليفات المتعددة للأحماض الدهنية المرتبطة بهيكل sphingosine أو الاختلافات المحتملة في سلاسل oligosaccharide للجزء المحبب للماء.

الحيوي

يبدأ المسار بتوليف سيراميد في الشبكة الإندوبلازمية (ER). أولاً ، يتم تشكيل الهيكل العظمي للسبينجوزين من خلال تكثيف L-serine و palmitoyl-CoA.

يتم إنشاء سيراميد في وقت لاحق من خلال عمل إنزيمات سيراميد سينسيز ، والتي تكثيف جزيء آخر من الحمض الدهني - coA مع الهيكل العظمي sphingosine في الكربون من الموضع 2.

حتى في ER ، يمكن تعديل سيراميد المنتج عن طريق إضافة بقايا galactose لتشكيل سيراميدات galacto (GalCer) ، أو يمكن نقلها بدلاً من ذلك إلى مجمع Golgi أو بواسطة عمل بروتينات نقل سيراميد (CERT). ) أو عن طريق النقل الحويصلي.

في مجمع Golgi ، يمكن إنتاج سيراميك الغليكوزيدات لإنتاج غلوكو سيراميك (GlcCer).

إضافة التعقيد

يتم إنتاج GlcCer على الوجه الخلوي من Golgi في وقت مبكر. يمكن بعد ذلك نقلها إلى الجانب اللمسي من المجمع ثم تخليقها لاحقًا بواسطة إنزيمات جليكوسيداز معينة تولد جليكوسفينجوليبيدز أكثر تعقيدًا..

يتم تصنيع السلائف الشائعة لجميع جليكوسفينجوليبيدز في مجمع جولجي من خلال عمل جليكوسيل ترانسفيرفرازات من GalCer أو GlcCer.

تنقل هذه الإنزيمات الكربوهيدرات المحددة من السكريات المناسبة للنيوكليوتيدات: UDP- الجلوكوز ، UDP-galactose ، CMP-sialic acid ، إلخ..

عندما يمر GlcCer من خلال نظام Golgi للحركة الحركية ، فإنه يتم تكتيله المجلفن لإنتاج اللاكتوزيل سيراميد (LacCer). LacCer هي النقطة الفرعية التي يتم من خلالها تصنيع سلائف جليكوسفينجوليبيدات أخرى ، أي الجزيء الذي تضاف إليه السكريات القطبية المحايدة لاحقًا. يتم تحفيز ردود الفعل هذه بواسطة synthases globidoside محددة.

موقع

تم العثور على هذه الدهون بشكل رئيسي في الأنسجة البشرية. مثل العديد من جليكوسفينجوليبيدس ، يتم تخصيب الجلوبيوز على الجانب الخارجي من غشاء البلازما في العديد من الخلايا.

أنها مهمة بشكل خاص في كريات الدم الحمراء البشرية ، حيث تمثل النوع الرئيسي من جليكوليبيد سطح الخلية.

علاوة على ذلك ، كما هو مذكور أعلاه ، فهي جزء من مجموعة غليكوكوجوجنات أغشية البلازما في العديد من الأعضاء غير العصبية ، وخاصة الكلى..

وظائف

لم يتم توضيح وظائف globosides بالكامل حتى الآن ، ولكن من المعروف أن بعض الأنواع تزيد من تكاثر الخلايا وحركتها ، على عكس تثبيط هذه الأحداث التي تسببها بعض gangliosides.

غلوبوسيد رباعي الجليكوسيلاتيد ، Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer) ، يعمل في التعرف على المواقع الحساسة للاضطرابات الهيكلية للكريات الحمراء أثناء عمليات التصاق الخلايا.

حددت الدراسات الحديثة تورط Gb4 في تنشيط بروتينات ERK في خطوط خلايا السرطان ، مما قد يعني مشاركتها في بدء الورم. تنتمي هذه البروتينات إلى سلسلة إشارات كينازات البروتين المنشطة للميتوجين (MAPK) ، والتي تتكون من عناصر Raf و MEK و ERK.

تم الإبلاغ عن مشاركتها كمستقبلات لبعض السموم البكتيرية لعائلة Shiga ، وبالتحديد Gb3 globose (Galα4Galβ4GlcβCer) ، والمعروف أيضًا باسم CD77 ، والتي يتم التعبير عنها في خلايا B غير الناضجة ؛ أيضًا كمستقبلات لعامل التصاق فيروس العوز المناعي البشري (gp120) ويبدو أن لها آثار على أنواع معينة من السرطان وأمراض أخرى.

الأمراض ذات الصلة

هناك أنواع عديدة من دهن الدهون في البشر. ترتبط Globosides ومساراتها الأيضية بمرضين على وجه الخصوص: مرض Fabry ومرض Sandhoff.

مرض فابري

إنه يشير إلى اضطراب جهاز وراثي مرتبط بالجنس ، يظهر لأول مرة في المرضى الذين يعانون من بقع بنفسجية متعددة في المنطقة السرية. يؤثر على أعضاء مثل الكلى والقلب والعينين والأطراف ، وهي جزء من الجهاز الهضمي والجهاز العصبي.

إنه ناتج عن عيب استقلابي في إنزيم سيراميد ثلاثي هكسوزيداز ، المسؤول عن التحلل المائي لثلاثي هكسوسيسيراميد ، وهو وسيط لتهدم الغلوبيات والجنغليوسيدات ، مما يتسبب في تراكم هذه الجليكوليبيدات في الأنسجة.

مرض ساندهوف

تم وصف هذا المرض في البداية على أنه متغير من مرض Tay-Sachs ، المرتبط بعملية التمثيل الغذائي لل gangliosides ، ولكن هذا يعرض أيضًا تراكم الكريات البيضاء في الأحشاء. وهو اضطراب وراثي له أنماط جسمية متنحية تدمر الخلايا العصبية والحبل الشوكي تدريجياً.

يتعلق الأمر بغياب الأشكال A و B للإنزيم β-N-أسيتيل هيكسوزامينيداز بسبب الطفرات في الجين HEXB. هذه الإنزيمات مسؤولة عن واحدة من خطوات تحلل بعض جليكوسفينجوليبيدس.

مراجع

1. Bieberich، E. (2004). تكامل استقلاب الجليكوسفينجوليبيد وقرارات مصير الخلايا في السرطان والخلايا الجذعية: المراجعة والفرضية. مجلة جليككونجوجات, 21, 315-327.
2. Brady، R.، Gal، A.، Bradley، R.، Martensson، E.، Warshaw، A.، & Laster، L. (1967). عيب إنزيمي في مرض فابري. مجلة نيو انغلاند الطبية, 276(21) ، 1163-1167.
3. D'Angelo، G.، Capasso، S.، Sticco، L.، & Russo، D. (2013). جليكوسفينجوليبيدس: التوليف والوظائف. مجلة FEBS, 280, 6338-6353.
4. إيتو ، واي ، وسوزوكي ، ك. (1971). شحميات شحمية شحمية في المخ في كريات الدم البيضاء خلية الكريات البيضاء. مجلة الكيمياء العصبية, أنا(1966).
5. Jones، D. H.، Lingwood، C. A.، Barber، K. R.، & Grant، C. W. M. (1997). Globoside كمستقبل للأغشية: النظر في التواصل من Oligosaccharide مع المجال المسعور †. كيمياء حيوية, 31(97) ، 8539-8547.
6. Merrill، A. H. (2011). مسارات التمثيل الغذائي Sphingolipid و glycosphingolipid في عصر sphingolipidomics. المراجعات الكيميائية, 111(10) ، 6387-6422.
7.  Park، S.، Kwak، C.، Shayman، J.A.، & Hoe، J. (2012). Globoside يعزز تفعيل ERK من خلال التفاعل مع مستقبلات عامل نمو البشرة. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7) ، 1141-1148.
8.  الولايات المتحدة وزارة الصحة والخدمات الإنسانية (2008). علم الوراثة الرئيسية مرض Sandhoff. تم الاسترجاع من www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
9. Spence، M.، Ripley، B.، Embil، J.، & Tibbles، J. (1974). متغير جديد من مرض ساندهوف. Pediat. لحم بقر., 8, 628-637.
10. Tatematsu، M.، Imaida، K.، Ito، N.، Togari، H.، Suzuki، Y.، & Ogiu، T. (1981). مرض ساندهوف. اكتا باثول. JPN, 31(3) ، 503-512.
11. Traversier، M.، Gaslondes، T.، Milesi، S.، Michel، S.، & Delannay، E. (2018). الدهون القطبية في مستحضرات التجميل: الاتجاهات الحديثة في الاستخراج والفصل والتحليل والتطبيقات الرئيسية. Phytochem القس, 7, 1-32.
12. Yamakawa، T.، Yokoyama، S.، & Kiso، N. (1962). هيكل Globoside الرئيسي في كريات الدم الحمراء. مجلة الكيمياء الحيوية, 52(3).