Ганглиозид - Ganglioside

Структура ганглиозида GM1

Ганглиозидов представляет собой молекула , состоит из гликосфинголипида ( керамиды и олигосахариды ) с одним или более сиаловыми кислот (например , н-ацетилнейраминовая кислотой , NANA) , связанных с сахарной цепью . NeuNAc, ацетилированное производное углеводной сиаловой кислоты, делает головные группы ганглиозидов анионными при pH 7, что отличает их от глобозидов .

Название ганглиозид было впервые применено немецким ученым Эрнстом Кленком в 1942 году к липидам, недавно выделенным из ганглиозных клеток мозга. Известно более 60 ганглиозидов, которые отличаются друг от друга главным образом положением и количеством остатков NANA . Это компонент плазматической мембраны клетки, который модулирует события передачи клеточного сигнала и, по-видимому, концентрируется в липидных рафтах .

Недавно было обнаружено, что ганглиозиды являются очень важными молекулами в иммунологии . Природные и полусинтетические ганглиозиды считаются возможными средствами лечения нейродегенеративных расстройств.

Расположение

Ганглиозиды присутствуют и концентрируются на поверхности клеток, при этом две углеводородные цепи церамидного фрагмента встроены в плазматическую мембрану, а олигосахариды расположены на внеклеточной поверхности, где они представляют точки распознавания внеклеточных молекул или поверхностей соседних клеток. Они обнаруживаются преимущественно в нервной системе, где составляют 6% всех фосфолипидов.

Функция

Группы олигосахаридов на ганглиозидах выходят далеко за пределы поверхности клеточных мембран и действуют как отличительные поверхностные маркеры, которые могут служить специфическими детерминантами в распознавании клеток и межклеточной коммуникации. Эти углеводородные головные группы также действуют как специфические рецепторы для определенных гормонов гликопротеинов гипофиза и определенных токсинов бактериального белка, таких как токсин холеры .

Функции ганглиозидов как специфических детерминант предполагают их важную роль в росте и дифференцировке тканей, а также в канцерогенезе . Было обнаружено, что образование опухоли может индуцировать синтез нового набора ганглиозидов, а очень низкие концентрации конкретного ганглиозида могут вызывать дифференцировку культивируемых нейрональных опухолевых клеток.

Общие ганглиозиды

Структуры GM1, GM2, GM3

Структуры общих ганглиозидов

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-Ацетил-D-галактоза-бета-1,4- [N-Ацетилнейраминидат-альфа-2,3 -] - Галактоза-бета-1,4-глюкоза- альфа-церамид
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) [а 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

где

  • aNeu5Ac = N-ацетил-альфа-нейраминовая кислота
  • aNeu5Ac9Ac = N-ацетил-9-O-ацетилнейраминовая кислота
  • bDGalp = бета-D-галактопираноза
  • bDGalpNAc = N-ацетил-бета-D-галактопираноза
  • bDGlcp = бета-D-глюкопираноза
  • Cer = церамид (общий N-ацилированный сфингоид)

Патология

Ганглиозиды непрерывно синтезируются и разлагаются в клетках. Они разлагаются до церамидов путем последовательного удаления сахарных звеньев в олигосахаридной группе, катализируемого набором высокоспецифичных лизосомальных ферментов. Мутации в генах, кодирующих эти ферменты, приводят к накоплению частично разрушенных ганглиозидов в лизосомах, что приводит к группе заболеваний, называемых ганглиозидозом . Например, смертельная болезнь Тея – Сакса возникает как генетический дефект, который не приводит к продуцированию функциональной гексозаминидазы А , что приводит к накоплению GM2 в лизосомах. В конечном итоге ганглиозные клетки нервной системы сильно раздуваются, нарушая нормальные функции нейронов.

Резюме, показывающее причины сфинголипидоза , включая ганглиозидоз .

Ганглиозиды также участвуют в нескольких заболеваниях:

Рекомендации

внешние ссылки