- โครงสร้าง
- การสังเคราะห์
- การเพิ่มความซับซ้อน
- ที่ตั้ง
- คุณสมบัติ
- โรคที่เกี่ยวข้อง
- โรค Fabry
- โรค Sandhoff
- อ้างอิง
globosidesเป็นประเภทของ sphingolipid เป็นของครอบครัวที่แตกต่างกันของ glycosphingolipids และมีความโดดเด่นโดยมีในโครงสร้างของสารมีขั้ว glycans กลุ่มโครงสร้างที่ซับซ้อนผูกมัดกับกระดูกสันหลังเซราโดย glycosidic พันธบัตร-B
พวกมันถูกจัดอยู่ในกลุ่มไกลโคสฟิงโคลิปิดแบบ "ลูกโลก" โดยมีโครงสร้างส่วนกลางของรูปแบบทั่วไปGalα4Galβ4GlcβCerและโดยทั่วไประบบการตั้งชื่อจะขึ้นอยู่กับจำนวนและประเภทของน้ำตาลที่ตกค้างในหัวขั้ว
โครงสร้างทั่วไปของ Globoside (ที่มา: BQmUB2010017 ผ่าน Wikimedia Commons)
ซึ่งแตกต่างจาก sphingolipids อื่น ๆ globosides เป็นองค์ประกอบปกติของเยื่อหุ้มเซลล์ของอวัยวะที่ไม่ใช่ระบบประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด ตัวอย่างเช่นไตลำไส้ปอดต่อมหมวกไตและเม็ดเลือดแดง
เช่นเดียวกับไขมันเมมเบรนทั้งหมด globosides มีหน้าที่โครงสร้างที่สำคัญในการสร้างและสั่งซื้อ lipid bilayers
อย่างไรก็ตามและแตกต่างจากคู่ของพวกมันที่เป็นกรดหรือฟอสโฟรีเลตการทำงานของโกลโบไซด์ไม่เกี่ยวข้องกับการผลิตโมเลกุลสัญญาณมากนัก แต่เป็นการมีส่วนร่วมในฐานะส่วนหนึ่งของไกลโคคอนจูเกตในพลาสมาเมมเบรน
โครงสร้าง
พวกเขาแบ่งปันความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างและการทำงานกับสมาชิกคนอื่น ๆ ของกลุ่ม glucosphingolipids: cerebrosides, gangliosides และ sulfatides รวมถึงองค์ประกอบของโครงกระดูกหลักและผลพลอยได้จากการเผาผลาญ
อย่างไรก็ตาม globosides แตกต่างจาก glycosphingolipids ที่เป็นกรด (เช่น gangliosides) เมื่อเทียบกับประจุของกลุ่มขั้วคาร์โบไฮเดรตเนื่องจากมีความเป็นกลางทางไฟฟ้าที่ pH ทางสรีรวิทยาซึ่งดูเหมือนว่าจะมีผลอย่างมากต่อการทำงานของพวกมันในฐานะส่วนหนึ่งของเมทริกซ์นอกเซลล์
โดยปกติกลุ่มหัวที่มีขั้วเหล่านี้จะมีโมเลกุลน้ำตาลมากกว่าสองโมเลกุลซึ่งโดยทั่วไปคือ D-glucose, D-galactose และ N-acetyl-D-galactosamine และในระดับน้อยกว่า fucose และ N-acetylglucosamine .
เช่นเดียวกับสฟิงโคลิปิดอื่น ๆ โกลโบไซด์สามารถเป็นโมเลกุลที่มีความหลากหลายมากไม่ว่าจะเป็นการรวมกันของกรดไขมันหลาย ๆ ตัวที่ติดอยู่กับโครงกระดูกสฟิงโกซีนหรือการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ของโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์ของส่วนที่ชอบน้ำ
การสังเคราะห์
วิถีเริ่มต้นด้วยการสังเคราะห์เซราไมด์ในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) กระดูกสันหลังของ sphingosine เกิดขึ้นครั้งแรกโดยการควบแน่นของ L-serine และ palmitoyl-CoA
เซราไมด์ถูกสร้างขึ้นในภายหลังโดยการกระทำของเอนไซม์เซราไมด์ซินเทสซึ่งควบแน่นโมเลกุลของกรดไขมัน - โคเออีกตัวหนึ่งโดยมีกระดูกสันหลังของสฟิงโกซีนที่คาร์บอนที่ตำแหน่ง 2
ยังคงอยู่ใน ER เซราไมด์ที่ผลิตได้สามารถแก้ไขได้โดยการเติมกากกาแลคโตสเพื่อสร้างกาแลคโตเซราไมด์ (GalCer) หรือสามารถขนส่งไปยังคอมเพล็กซ์กอลจิแทนได้โดยการกระทำของเซราไมด์ทรานสเฟอร์โปรตีน (CERT ) หรือโดยวิธีการขนส่งแบบแยกส่วน
ใน Golgi complex เซราไมด์สามารถนำไปใช้ในการผลิตกลูโคเซราไมด์ (GlcCer)
การเพิ่มความซับซ้อน
GlcCer ถูกสร้างขึ้นบนใบหน้า cytosolic ของ Golgi ในยุคแรก จากนั้นจะสามารถเคลื่อนย้ายไปยังหน้าลูมินัลของคอมเพล็กซ์และต่อมาได้รับไกลโคซิเลตโดยเอนไซม์ไกลโคซิเดสเฉพาะที่สร้างไกลโคสฟิงโคลิปิดที่ซับซ้อนมากขึ้น
สารตั้งต้นทั่วไปของ glycosphingolipids ทั้งหมดถูกสังเคราะห์ใน Golgi complex โดยการกระทำของ glycosyltransferases จาก GalCer หรือ GlcCer
เอนไซม์เหล่านี้จะถ่ายโอนคาร์โบไฮเดรตเฉพาะจากน้ำตาลนิวคลีโอไทด์ที่เหมาะสม: UDP-glucose, UDP-galactose, CMP-sialic acid เป็นต้น
เมื่อ GlcCer ผ่านระบบการค้า Golgi vesicular จะถูก galactosylated เพื่อผลิต lactosylceramide (LacCer) LacCer เป็นจุดแตกแขนงจากการสังเคราะห์สารตั้งต้นของไกลโคสฟิงโกลิปิดอื่น ๆ นั่นคือโมเลกุลที่มีการเติมน้ำตาลที่มีขั้วเป็นกลางมากขึ้นในภายหลัง ปฏิกิริยาเหล่านี้เร่งปฏิกิริยาโดยการสังเคราะห์โกลโบไซด์ที่เฉพาะเจาะจง
ที่ตั้ง
ไขมันเหล่านี้ส่วนใหญ่พบในเนื้อเยื่อของมนุษย์ เช่นเดียวกับไกลโคสฟิงโคลิปิดหลายชนิดโกลโบไซด์จะเสริมสร้างที่ด้านนอกของเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์หลายเซลล์
พวกมันมีความสำคัญอย่างยิ่งในเม็ดเลือดแดงของมนุษย์ซึ่งเป็นตัวแทนของไกลโคลิพิดที่สำคัญบนผิวเซลล์
นอกจากนี้ตามที่ระบุไว้ข้างต้นพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของชุดของไกลโคคอนจูเกตของเยื่อพลาสม่าของอวัยวะที่ไม่ใช่ประสาทหลายชนิดโดยส่วนใหญ่เป็นไต
คุณสมบัติ
การทำงานของโกลโบไซด์ยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วนจนถึงปัจจุบัน แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าบางชนิดเพิ่มการเพิ่มจำนวนเซลล์และการเคลื่อนที่ในทางตรงกันข้ามกับการยับยั้งเหตุการณ์เหล่านี้ที่เกิดจาก gangliosides บางชนิด
โกลโบไซด์ tetra glycosylated, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer) ทำหน้าที่ในการรับรู้ที่ไวต่อการรับรู้ของโครงสร้างเม็ดเลือดแดงระหว่างกระบวนการยึดเกาะของเซลล์
การศึกษาล่าสุดได้ระบุถึงการมีส่วนร่วมของ Gb4 ในการกระตุ้นโปรตีน ERK ในเซลล์มะเร็งซึ่งอาจหมายถึงการมีส่วนร่วมในการเริ่มต้นของเนื้องอก โปรตีนเหล่านี้เป็นของโปรตีนไคเนสที่กระตุ้นด้วยไมโตเจน (MAPK) ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบ Raf, MEK และ ERK
มีรายงานการมีส่วนร่วมของพวกเขาในฐานะตัวรับสารพิษแบคทีเรียบางชนิดของตระกูลชิกะโดยเฉพาะ globoside Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer) หรือที่เรียกว่า CD77 ซึ่งแสดงออกในเซลล์ B ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ ยังเป็นตัวรับปัจจัยการเกาะติดของเอชไอวี (gp120) และดูเหมือนว่าจะมีผลในมะเร็งบางชนิดและโรคอื่น ๆ
โรคที่เกี่ยวข้อง
ไขมันในมนุษย์มีหลายประเภท Globosides และเส้นทางการเผาผลาญของพวกมันเกี่ยวข้องกับสองโรคโดยเฉพาะ: โรค Fabry และโรค Sandhoff
โรค Fabry
หมายถึงความผิดปกติทางระบบทางเพศที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมพบได้ครั้งแรกในผู้ป่วยที่มีจุดสีม่วงหลายจุดในบริเวณสะดือ มีผลต่ออวัยวะต่างๆเช่นไตหัวใจดวงตาแขนขาส่วนหนึ่งของระบบทางเดินอาหารและระบบประสาท
มันเป็นผลมาจากความบกพร่องของการเผาผลาญในเอนไซม์เซราไมด์ไตรเฮกโซซิเดสซึ่งรับผิดชอบในการไฮโดรไลซิสของไตรเฮกโซไซราไมด์ซึ่งเป็นตัวกลางในการเร่งปฏิกิริยาของโกลโบไซด์และแก็งลิโอไซด์ซึ่งทำให้เกิดการสะสมของไกลโคลิปิดในเนื้อเยื่อ
โรค Sandhoff
พยาธิวิทยานี้ได้รับการอธิบายในขั้นต้นว่าเป็นตัวแปรของโรค Tay-Sachs ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของ gangliosides แต่ยังแสดงถึงการสะสมของ globosides ในอวัยวะภายใน เป็นโรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมโดยมีรูปแบบการถอยกลับอัตโนมัติที่ทำลายเซลล์ประสาทและไขสันหลังอย่างต่อเนื่อง
จะทำอย่างไรกับการไม่มีรูปแบบ A และ B ของเอนไซม์β- N -acetyl hexosaminidase เนื่องจากการกลายพันธุ์ในยีน HEXB เอนไซม์เหล่านี้มีหน้าที่ในขั้นตอนการย่อยสลายของไกลโคฟิงโคลิปิดบางชนิด
อ้างอิง
- บีเบอร์ริช, E. (2004). การบูรณาการการเผาผลาญไกลโคสฟิงโคลิปิดและการตัดสินใจชะตากรรมของเซลล์ในมะเร็งและเซลล์ต้นกำเนิด: การทบทวนและสมมติฐาน Glycoconjugate Journal, 21, 315–327
- Brady, R. , Gal, A. , Bradley, R. , Martensson, E. , Warshaw, A. , & Laster, L. (1967) ความบกพร่องของเอนไซม์ในโรค Fabry The New England Journal of Medicine, 276 (21), 1163–1167
- D'Angelo, G. , Capasso, S. , Sticco, L. , & Russo, D. (2013). Glycosphingolipids: การสังเคราะห์และหน้าที่ วารสาร FEBS, 280, 6338–6353
- Eto, Y. , & Suzuki, K. (1971). sphingoglycolipids ในสมองใน leukodystrophy ของ globoid cell ของ Krabbe วารสารประสาทเคมีฉัน (2509).
- Jones, DH, Lingwood, CA, Barber, KR, & Grant, CWM (1997) Globoside เป็นตัวรับเมมเบรน: การพิจารณาการสื่อสารโอลิโกแซ็กคาไรด์กับโดเมนที่ไม่ชอบน้ำ† ชีวเคมี, 31 (97), 8539-8547.
- Merrill, AH (2011). Sphingolipid และ glycosphingolipid metabolic pathways ในยุคของ sphingolipidomics บทวิจารณ์ทางเคมี, 111 (10), 6387-6422.
- Park, S. , Kwak, C. , Shayman, JA, & Hoe, J. (2012). Globoside ส่งเสริมการกระตุ้น ERK โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง Biochimica et Biophysica Acta, 1820 (7), 1141–1148
- กระทรวงสาธารณสุขและบริการมนุษย์ของสหรัฐอเมริกา (2008) บ้านพันธุศาสตร์อ้างอิงโรค Sandhoff สืบค้นจาก www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
- Spence, M. , Ripley, B. , Embil, J. , & Tibbles, J. (1974). รูปแบบใหม่ของโรค Sandhoff Pediat Res., 8, 628-637
- Tatematsu, M. , Imaida, K. , Ito, N. , Togari, H. , Suzuki, Y. , & Ogiu, T. (1981) โรค Sandhoff Acta Pathol. Jpn, 31 (3), 503–512
- Traversier, M. , Gaslondes, T. , Milesi, S. , Michel, S. , & Delannay, E. (2018). โพลาร์ลิปิดในเครื่องสำอาง: แนวโน้มล่าสุดในการสกัดการแยกการวิเคราะห์และการใช้งานหลัก Phytochem Rev, 7, 1–32
- Yamakawa, T. , Yokoyama, S. , & Kiso, N. (1962) โครงสร้างของโกลโบไซด์หลักของเม็ดเลือดแดงของมนุษย์ วารสารชีวเคมี, 52 (3).