Ganglioside - Ganglioside

Struktura gangliosidu GM1

Gangliosidy je molekula složená z glykosfingolipidů ( ceramid a oligosacharidů ), s jednou nebo více sialových kyselin (např N-acetylneuraminová kyselina , nana), spojených na sacharidového řetězce . NeuNAc, acetylovaný derivát sacharidové kyseliny sialové, činí hlavní skupiny gangliosidů aniontovými při pH 7, což je odlišuje od globosidů .

Název gangliozid poprvé použil německý vědec Ernst Klenk v roce 1942 na lipidy nově izolované z gangliových buněk mozku. Je známo více než 60 gangliosidů, které se od sebe liší hlavně polohou a počtem zbytků NANA . Je to součást buněčné plazmatické membrány, která moduluje přenosové události buněčného signálu a zdá se, že se koncentruje v lipidových raftech .

Nedávno bylo zjištěno, že gangliosidy jsou v imunologii velmi důležitými molekulami . Přírodní a polosyntetické gangliosidy jsou považovány za možná terapeutika pro neurodegenerativní poruchy.

Umístění

Gangliosidy jsou přítomny a koncentrovány na buněčných površích, přičemž dva uhlovodíkové řetězce ceramidové skupiny jsou uloženy v plazmatické membráně a oligosacharidy umístěné na extracelulárním povrchu, kde představují body rozpoznávání extracelulárních molekul nebo povrchů sousedních buněk. Vyskytují se převážně v nervovém systému, kde tvoří 6% všech fosfolipidů.

Funkce

Oligosacharidové skupiny na gangliosidech sahají daleko za povrchy buněčných membrán a působí jako rozlišující povrchové markery, které mohou sloužit jako specifické determinanty buněčného rozpoznávání a komunikace mezi buňkami. Tyto sacharidy hlavy skupiny také působí jako specifické receptory pro některé hypofýzy glykoproteinových hormonů a některé bakteriální proteinové toxiny, jako je toxin cholery .

Funkce gangliosidů jako specifických determinantů naznačují jeho důležitou roli v růstu a diferenciaci tkání i v karcinogenezi . Bylo zjištěno, že tvorba nádoru může indukovat syntézu nového komplementu gangliozidu a velmi nízké koncentrace specifického gangliozidu mohou indukovat diferenciaci kultivovaných neuronálních nádorových buněk.

Běžné gangliosidy

Struktury GM1, GM2, GM3

Struktury běžných gangliosidů

GM2-1 = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1 -?) BDGalNAc (1 -?) BDGalNAc (1 -?) BDGlcp (1-1) Cer
GM3 = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GM2, GM2a (?) = N-acetyl-D-galaktóza-beta-1,4- [N-acetylneuraminidát-alfa-2,3 -] - galaktóza-beta-1,4-glukóza- alfa-
ceramid GM2b (?) = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GM1, GM1a = bDGalp (1-3) bDGalNAc [aNeu5Ac (2-3) )] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
asialo-GM1, GA1 = bDGalp (1-3) bDGalpNAc (1-4) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
asialo-GM2, GA2 = bDGalpNAc (1-4) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GM1b = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) bDGalp (1-4) bDGlcp (1 -1) Cer
GD3 = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD2 = bDGalpNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2- 3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD1a = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD1alpha = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-6)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GD1b = bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT1a = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2 -3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [a Neu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT1, GT1b = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
OAc-GT1b = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) aXNeu5Ac9Ac (2-8) aNeu5Ac (2 -3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT1c = bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) ] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GT3 = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGal (1-4) bDGlc (1-1) Cer
GQ1b = aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-3) bDGalNAc (1-4) [aNeu5Ac (2-8) aNeu5Ac (2-3)] bDGalp (1-4) bDGlcp (1-1) Cer
GGal = aNeu5Ac (2-3) bDGalp (1-1) Cer

kde

  • aNeu5Ac = kyselina N-acetyl-alfa-neuraminová
  • aNeu5Ac9Ac = N-acetyl-9-0-acetylneuraminová kyselina
  • bDGalp = beta-D-galaktopyranóza
  • bDGalpNAc = N-acetyl-beta-D-galaktopyranóza
  • bDGlcp = beta-D-glukopyranóza
  • Cer = ceramid (obecný N-acylovaný sfingoid)

Patologie

Gangliosidy jsou v buňkách nepřetržitě syntetizovány a degradovány. Jsou degradovány na ceramidy postupným odstraňováním cukrových jednotek v oligosacharidové skupině, katalyzované sadou vysoce specifických lysozomálních enzymů. Mutace v genech kódujících tyto enzymy vedou k akumulaci částečně rozložených gangliosidů v lysosomech, což vede ke skupině onemocnění zvaných gangliosidóza . Například fatální Tay – Sachsova choroba vzniká jako genetická vada, která nevede k produkci funkční hexosaminidázy A , což vede k hromadění GM2 v lysozomech. Nakonec gangliové buňky v nervové soustavě enormně bobtnají, což narušuje normální funkce neuronů.

Souhrn ukazující příčiny sfingolipidózy , včetně gangliosidózy .

Gangliosidy se také účastní několika nemocí:

Reference

externí odkazy