Struktur Globosides, biosintesis, fungsi dan patologi



itu globidosides adalah jenis sphingolipid yang termasuk dalam keluarga heterogen dari glikosfingolipid dan ditandai dengan memiliki dalam strukturnya suatu kelompok polar yang terdiri dari struktur kompleks glikans yang dihubungkan dengan kerangka seramide oleh ikatan B-glikosidik..

Mereka diklasifikasikan dalam seri "balon" dari glikosphingolipid dengan adanya struktur pusat dari bentuk umum Galα4Galβ4GlcβCer, dan umumnya nomenklaturasinya didasarkan pada jumlah dan jenis residu manis dari kepala kutub..

Tidak seperti sphingolipid lainnya, globosida adalah konstituen normal dari membran sel organ sistemik non-saraf dari banyak mamalia. Misalnya ginjal, usus, paru-paru, kelenjar adrenalin, dan eritrosit..

Seperti semua lipid membran, globida memiliki fungsi struktural yang penting dalam pembentukan dan pemesanan lapisan ganda lipid..

Namun, tidak seperti rekan-rekan mereka yang bersifat asam atau terfosforilasi, peran globose tidak terkait dengan produksi molekul pensinyalan, tetapi lebih kepada partisipasi mereka sebagai bagian dari glikokonjugat dalam membran plasma..

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 Biosintesis
    • 2.1 Penambahan kompleksitas
  • 3 Lokasi
  • 4 fungsi
  • 5 Patologi terkait
    • 5.1 Penyakit luar biasa
    • 5.2 Penyakit Sandhoff
  • 6 Referensi

Struktur

Mereka berbagi beberapa kesamaan struktural dan fungsional dengan anggota lain dari kelompok glycosphingolipid: cerebroside, ganglioside dan sulfatides; di antaranya komposisi kerangka utama dan produk sampingan dari metabolisme.

Namun, globoside berbeda dari glycosphingolipid asam (seperti gangliosides) sehubungan dengan muatan gugus karbohidrat mereka, karena mereka netral secara listrik pada pH fisiologis, yang tampaknya memiliki implikasi kuat untuk fungsinya sebagai bagian dari matriks ekstraseluler.

Kelompok-kelompok kepala polar ini biasanya memiliki lebih dari dua molekul gula, di antaranya umumnya D-glukosa, D-galaktosa dan N-asetil-D-galaktosamin, dan pada tingkat yang lebih rendah, fucosa dan N-asetilglukosamin.

Seperti halnya sphingolipid lainnya, globosida dapat berupa molekul yang sangat beragam, baik dengan mempertimbangkan kombinasi beragam asam lemak yang melekat pada kerangka sphingosine atau kemungkinan variasi rantai oligosakarida dari bagian hidrofilik..

Biosintesis

Rute dimulai dengan sintesis ceramide di retikulum endoplasma (ER). Pertama kerangka sphingosine dibentuk oleh kondensasi L-serine dan palmitoyl-CoA.

Ceramide dihasilkan kemudian oleh aksi enzim sintase ceramide, yang memadatkan molekul lain dari asam lemak-CoA dengan kerangka sphingosine dalam karbon posisi 2.

Bahkan di UGD, ceramide yang dihasilkan dapat dimodifikasi dengan penambahan residu galaktosa untuk membentuk galacto ceramides (GalCer), atau mereka dapat diangkut ke kompleks Golgi atau dengan aksi protein transfer ceramide (CERT). ) atau dengan transportasi vesikular.

Di kompleks Golgi, ceramide dapat di-glikosilasi untuk menghasilkan gluco ceramides (GlcCer).

Penambahan kompleksitas

GlcCer diproduksi pada wajah sitosolik Golgi awal. Ini kemudian dapat diangkut ke sisi luminal kompleks dan kemudian glikosilasi oleh enzim glikosidase spesifik yang menghasilkan glikosphingolipid yang lebih kompleks..

Prekursor umum dari semua glikosfingolipid disintesis di kompleks Golgi oleh aksi glikosiltransferase dari GalCer atau GlcCer.

Enzim ini mentransfer karbohidrat spesifik dari gula nukleotida yang sesuai: UDP-glukosa, UDP-galaktosa, asam CMP-sialic, dll..

Ketika GlcCer melewati sistem lalu lintas vesikular Golgi, galaktosilasi akan menghasilkan lactosylceramide (LacCer). LacCer adalah titik cabang dari mana prekursor glikosphingolipid lainnya disintesis, yaitu molekul yang ditambahkan gula kutub yang lebih netral nantinya. Reaksi-reaksi ini dikatalisis oleh sintase globidoside spesifik.

Lokasi

Lipid ini ditemukan terutama di jaringan manusia. Seperti banyak glikosphingolipid, globosa diperkaya di sisi luar membran plasma banyak sel.

Mereka sangat penting dalam eritrosit manusia, di mana mereka mewakili jenis utama permukaan glikolipid.

Lebih lanjut, seperti disebutkan di atas, mereka adalah bagian dari rangkaian glikokonjugasi membran plasma dari banyak organ non-saraf, terutama ginjal..

Fungsi

Fungsi globoside belum sepenuhnya diklarifikasi hingga saat ini, tetapi diketahui bahwa beberapa spesies meningkatkan proliferasi dan motilitas sel, berbeda dengan penghambatan peristiwa ini yang disebabkan oleh beberapa ganglioside.

Tetra globoside glikosilasi, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), bekerja dalam pengenalan sensitif terhadap gangguan struktural dari eritrosit selama proses adhesi sel.

Studi terbaru telah menentukan keterlibatan Gb4 dalam aktivasi protein ERK dalam garis sel karsinoma, yang bisa berarti partisipasi mereka dalam inisiasi tumor. Protein-protein ini milik kaskade pensinyalan protein kinase teraktivasi mitogen (MAPK), yang terdiri dari unsur-unsur Raf, MEK dan ERK.

Partisipasinya telah dilaporkan sebagai reseptor untuk beberapa racun bakteri dari keluarga Shiga, khususnya Gb3 globose (Galα4Galβ4GlcβCer), juga dikenal sebagai CD77, diekspresikan dalam sel B yang belum matang; juga sebagai reseptor untuk faktor adhesi HIV (gp120) dan tampaknya memiliki implikasi untuk jenis kanker tertentu dan penyakit lain.

Patologi terkait

Ada banyak jenis lipidosis pada manusia. Globosida dan jalur metaboliknya berhubungan dengan dua penyakit khususnya: penyakit Fabry dan penyakit Sandhoff.

Penyakit luar biasa

Ini mengacu pada kelainan sistemik herediter yang terkait dengan seks, terlihat untuk pertama kalinya pada pasien dengan banyak bercak violet di regio umbilical. Ini mempengaruhi organ-organ seperti ginjal, jantung, mata, ekstremitas, bagian dari sistem pencernaan dan saraf.

Ini adalah produk dari cacat metabolisme pada trihexosidase enzim ceramide, bertanggung jawab untuk hidrolisis trihexosiceramide, perantara perantara katabolisme globida dan gangliosida, yang menyebabkan akumulasi glikolipid ini dalam jaringan..

Penyakit Sandhoff

Patologi ini awalnya dideskripsikan sebagai varian dari penyakit Tay-Sachs, terkait dengan metabolisme ganglioside, tetapi ini juga menghadirkan akumulasi globidos di dalam visera. Ini adalah kelainan bawaan dengan pola resesif autosomal yang secara progresif menghancurkan neuron dan sumsum tulang belakang.

Ini berkaitan dengan tidak adanya bentuk-bentuk A dan B dari enzim β-N-asetil hexosaminidase karena mutasi pada gen HEXB. Enzim-enzim ini bertanggung jawab atas salah satu langkah degradasi dari beberapa glycosphingolipid.

Referensi

  1. Bieberich, E. (2004). Integrasi metabolisme glikosphingolipid dan keputusan takdir sel dalam kanker dan sel induk: Ulasan dan Hipotesis. Jurnal Glycoconjugate, 21, 315-327.
  2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Cacat Enzimatik pada Penyakit Fabry. Jurnal Kedokteran New England, 276(21), 1163-1167.
  3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipid: sintesis dan fungsi. Jurnal FEBS, 280, 6338-6353.
  4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Sphingoglikolipid otak dalam leukodistrofi sel globoid Krabbe. Jurnal Neurokimia, Saya(1966).
  5. Jones, D. H., Lingwood, C. A., Barber, K. R., & Grant, C. W. M. (1997). Globoside sebagai Reseptor Membran: Pertimbangan Komunikasi Oligosaccharide dengan Domain Hidrofobik †. Biokimia, 31(97), 8539-8547.
  6. Merrill, A. H. (2011). Jalur metabolisme sphingolipid dan glikosphingolipid di era sphingolipidomics. Ulasan Kimia, 111(10), 6387-6422.
  7.  Park, S., Kwak, C., Shayman, J.A., & Hoe, J. (2012). Globoside meningkatkan aktivasi ERK melalui interaksi dengan reseptor faktor pertumbuhan epidermal. Biochimica et Biophysica Acta, 1820(7), 1141-1148.
  8.  A.S. Departemen Kesehatan & Layanan Kemanusiaan (2008). Genetika Beranda Referensi Penyakit Sandhoff. Diperoleh dari www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
  9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Varian Baru Penyakit Sandhoff. Pediatrik. Res., 8, 628-637.
  10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Penyakit Sandhoff. Acta Pathol. Jpn, 31(3), 503-512.
  11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Lipid polar dalam kosmetik: tren terbaru dalam ekstraksi, pemisahan, analisis dan aplikasi utama. Phytochem Rev, 7, 1-32.
  12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Struktur Globoside Utama Erythrocytes Manusia. Jurnal Biokimia, 52(3).