גלוביוסיידים הם סוג של ספינגוליפיד השייך למשפחה ההטרוגנית של הגליקוספינגוליפידים ומאופיינים בכך שבמבנהו יש קבוצת קוטביות מורכבת המבנה המורכב של הגליקנים הקשור בעצם סרמיד באמצעות קשר גליקוזידי B.
הם מסווגים בסדרת "הגלובוס" של הגליקוספינגוליפידים על ידי נוכחות של מבנה מרכזי מהצורה הכללית Galα4Galβ4GlcβCer, והנוטוריה שלהם מבוססת בדרך כלל על מספר וסוג שאריות הסוכר בראשי הקוטב.
מבנה כללי של גלובוסייד (מקור: BQmUB2010017, באמצעות ויקימדיה Commons)
בניגוד לספינגוליפידים אחרים, גלובוסידים הם מרכיבים תקינים של קרומי התא של איברים מערכתיים לא עצבים של יונקים רבים. לדוגמא הכליות, המעי, הריאות, בלוטת יותרת הכליה ואריתרוציטים.
כמו כל השומנים הממברניים, לגלובוסיד יש תפקידים מבניים חשובים בהיווצרותם ובסדרם של שכבות הדו-שומנים.
עם זאת, ובניגוד למקביליהם החומציים או הזרחניים, תפקידם של גלובוסידדים אינו קשור כל כך לייצור מולקולות איתות, אלא להשתתפותם כחלק מהגליקוקונוג'אטים בקרום הפלזמה.
מִבְנֶה
הם חולקים כמה קווי דמיון מבניים ותפקודיים עם שאר החברים בקבוצת הגלוקוספוליפידים: מוחין, גנגליוסידים וסולפטידים; כולל הרכב השלד הראשי ותוצרי הלוואי של חילוף החומרים שלו.
עם זאת, גלובוסידדים שונים מגליפוספוליפידים חומציים (כמו גנגליוזידים) ביחס למטען של קבוצות הקוטב הפחמימות שלהם, מכיוון שהם ניטרלים חשמלית ב- pH פיזיולוגי, שנראה שיש להם השלכות חזקות על תפקידיהם כחלק מהמטריצה החוץ תאית.
בקבוצות ראש קוטביות אלו יש בדרך כלל יותר משתי מולקולות סוכר, ביניהן בדרך כלל D-גלוקוז, D-galactose ו- N-acetyl-D-galactosamine, ובמידה פחותה פוקוזה ו- N-acetylglucosamine. .
בדומה לשאר הספינגוליפידים, גלובוסידס יכולים להיות מולקולות מגוונות מאוד, אם לוקחים בחשבון את השילובים המרובים של חומצות שומן המחוברות לשלד הספינגוזין או את הווריאציות האפשריות של שרשראות האוליגוסכרידים של החלק ההידרופילי.
ביוסינתזה
המסלול מתחיל בסינתזה של סרמיד בתכנית הרשת האנדופלסמית (ER). עמוד השדרה הספינגוזין נוצר לראשונה על ידי עיבוי של L-serine ו- Palmitoyl-CoA.
לאחר מכן נוצר Ceramide על ידי פעולת אנזימי ceramide synthase, המעבים מולקולת חומצת שומן נוספת-CoA עם עמוד השדרה הספינגוזין בפחמן במצב 2.
עדיין בתוך ה- ER, ניתן לשנות את הסרמידות המיוצרים על ידי תוספת של שאריות גלקטוז ליצירת סרמידות גלקטו (GalCer), או במקום זאת ניתן להעבירם למתחם גולגי באמצעות פעולה של חלבוני העברת סרמיד (CERT) ) או באמצעות הובלה שלפוחית.
במתחם גולג'י ניתן לבצע גליקוזילציה של הסרמידות כדי לייצר גלוקוצרמידות (GlcCer).
הוספת מורכבות
GlcCer מיוצר על הפנים הציטוזוליות של גולגי הקדומה. לאחר מכן ניתן להעבירו אל פניו הלומינליות של המתחם ובהמשך לעבור גליקוזילציה על ידי אנזימי גליקוזידאז ספציפיים המייצרים גליקוזפינגוליפידים מורכבים יותר.
המקדימים השכיחים של כל הגליקוספינגוליפידים מסונתזים במתחם גולגי על ידי פעולת הגליקוזילטרנספרזות מגליצ'ר או גלקסר.
אנזימים אלה מעבירים פחמימות ספציפיות מהסוכרים המתאימים לנוקליאוטידים: UDP- גלוקוזה, UDP- גלקטוזה, CMP-sialic acid וכו '.
כאשר GlcCer עובר במערכת הסחר שלפוחית גולג'י הוא מגלקוזילציה לייצור לקטוזילסרמיד (LacCer). LacCer היא נקודת הענף ממנה מסונתזים מבשרי הגליקוספינגוליפידים האחרים, כלומר המולקולה שאליה מתווספים שאריות סוכר קוטביות ניטרליות יותר. תגובות אלה מנותרות על ידי סינתזות ספציפיות של גלובוסיד.
מקום
ליפידים אלה נמצאים בעיקר ברקמות אנושיות. כמו גלוקוספוליפידים רבים, גם גלובוסידים מועשרים על פני השטח החיצוניים של קרום הפלזמה של תאים רבים.
הם חשובים במיוחד באריתרוציטים אנושיים, שם הם מייצגים את הסוג העיקרי של הגליקוליפיד על פני התא.
בנוסף, כאמור לעיל, הם מהווים חלק ממערך הגליקוקוינג'טים של קרומי הפלזמה של איברים רבים שאינם עצבים, בעיקר הכליות.
מאפיינים
תפקידי הגלובוסידיים לא הוסברו עד כה, אך ידוע כי מינים מסוימים מגבירים את התפשטות התאים והתנועתיות שלהם, בניגוד לעיכוב אירועים אלה הנגרמים על ידי חלק מהגנגליוזידים.
גלבוסיד גלובוסיד טטרה, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), מתפקד בזיהוי רגיש לאתר של הפרעות מבניות של אריתרוציטים בתהליכי הדבקה של תאים.
מחקרים אחרונים קבעו את מעורבותו של Gb4 בהפעלת חלבוני ERK בקווי תאי קרצינומה, מה שעשוי להיות השתתפותו בהתחלת הגידול. חלבונים אלה שייכים למפל האיתות המופגן על ידי מיטוגן (MAPK), המורכב מהיסודות Raf, MEK ו- ERK.
דווח על השתתפותם כקולטנים לרעלים מסוימים של חיידקים ממשפחת שיגה, ובמיוחד גלובוסיד Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), הידוע גם בשם CD77, המתבטא בתאי B לא בשלים; כמו כן כקולטנים לגורם הדבקה ל- HIV (gp120) ונראים שיש להם השלכות על סוגים מסוימים של סרטן ומחלות אחרות.
פתולוגיות קשורות
ישנם בני אדם סוגים רבים של שומנים בדם. גלובוסידיים ומסלוליהם המטבוליים קשורים לשתי מחלות בפרט: מחלת פברי ומחלת סנדהוף.
מחלת פאברי
זה מתייחס להפרעה מערכתית שקשורה למין, שנראתה לראשונה בחולים עם כתמים סגולים מרובים באזור הטבור. זה משפיע על איברים כמו הכליות, הלב, העיניים, הגפיים, חלק ממערכת העיכול והעצב.
זהו תוצר של פגם מטבולי באנזים ceramide trihexosidase, האחראי על הידרוליזה של trihexosiceramide, אמצעי בקטליזם של גלובוסידים וגנגליוזידים, הגורם להצטברות של גליקוליפידים אלה ברקמות.
מחלת סנדהוף
פתולוגיה זו תוארה בתחילה כגרסאית של מחלת טיי-סאקס, הקשורה למטבוליזם של גנגליוזידים, אך הדבר מציג גם הצטברות גלובוסידיים במערכת העין. זוהי הפרעה תורשתית עם דפוסים רצסיביים אוטוזומליים שהורסת בהדרגה נוירונים וחוט השדרה.
זה קשור להיעדר צורות A ו- B של האנזים β-N-Acetyl hexosaminidase עקב מוטציות בגן HEXB. אנזימים אלה אחראים לאחד משלבי ההשפלה של חלק מהגליקוספינגוליפידים.
הפניות
- Bieberich, E. (2004). שילוב מטבוליזם גליקוזפוליפיד והחלטות גורל תאים בסרטן ותאי גזע: סקירה והשערה. Glycoconjugate Journal, 21, 315–327.
- בריידי, ר., גל, א., בראדלי, ר., מרטנססון, א. ורשה, א., ולסטר, ל. (1967). פגם אנזימי במחלת פאברי. כתב העת לרפואה של ניו אינגלנד, 276 (21), 1163–1167.
- D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., and Russo, D. (2013). גליקוזפוליפידים: סינתזה ותפקודים. כתב העת FEBS, 280, 6338–6353.
- אטו, י 'וסוזוקי, ק' (1971). ספינגוגליקוליפידים במוח בסרטן הלוקודיסטרופיה של קראבה. Journal of Neurochemistry, I (1966).
- ג'ונס, ד.ה., לינגווד, קליפורניה, בארבר, KR, וגרנט, CWM (1997). גלובוסיד כקולטן ממברנה: שיקול לתקשורת אוליגוסכריד עם התחום ההידרובובי †. ביוכימיה, 31 (97), 8539-8547.
- מריל, א.ה. (2011). מסלולי חילוף חומרים ספינגוליפיד וגליפוספוליפיד בעידן הספינגוליפידומיקה. ביקורות כימיות, 111 (10), 6387-6422.
- פארק, ס., קוואק, סי, שיימן, ג'יי, & Hoe, J. (2012). גלובוסיד מעודדת הפעלת ERK על ידי אינטראקציה עם קולטן גורם הגדילה האפידרמלית. Biochimica et Biophysica Acta, 1820 (7), 1141–1148.
- משרד הבריאות ושירותי אנוש של ארה"ב (2008). התייחסות גנטית לבית מחלת סנדהוף. נשלח מ- www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
- Spence, M., Ripley, B., Embil, J., and Tibbles, J. (1974). וריאנט חדש למחלת סנדהוף. פדיאט. מיל '8, 628-637.
- טטמאטסו, מ., אימיידה, ק., איטו, נ., טוגארי, ח., סוזוקי, י. ואוגיו, ט. (1981). מחלת סנדהוף. אקטה פתול. Jpn, 31 (3), 503–512.
- טרברסייר, מ., גסלונדס, ט., מילסי, ש., מישל, ש., ודלנאיי, א '(2018). שומנים קוטביים בקוסמטיקה: מגמות אחרונות במיצוי, הפרדה, ניתוח ויישומים עיקריים. Phytochem Rev, 7, 1–32.
- Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). מבנה גלובוסיד עיקרי של ארתרוציטים אנושיים. כתב העת לביוכימיה, 52 (3).