- بناء
- خصائص المجموعة القطبية
- المميزات
- في الجهاز العصبي
- في الإشارات الخلوية
- في الهيكل
- نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة
- اللائحة
- التطبيقات
- المراجع
و gangliosides هم الإسفنجية غشاء تنتمي إلى فئة من الشحميات السفنغولية السكرية الحمضية. إنها من بين أكثر الجليكوليبيدات وفرة وتشارك في تنظيم العديد من خصائص الأغشية ، وكذلك البروتينات المرتبطة بها. تتواجد بكثرة بشكل خاص في الأنسجة العصبية.
وهي تتميز بوجود بقايا السكر مع مجموعات الكربوكسيل (أحماض السياليك) ، بالإضافة إلى الكبريتيدات ، التي تحتوي على مجموعة سلفات الكبريتات المرتبطة بجلوكوز أو بقايا الجالاكتوز. وهي تمثل إحدى عائلتين من شحميات الجليكوسفينجوليبيد الحمضية في حقيقيات النوى.
مثال على هيكل جانجليوسيد (المصدر: Caitlin Sedwick ، عبر ويكيميديا كومنز)
تمت صياغة مصطلح ganglioside في عام 1939 من قبل عالم الكيمياء الحيوية الألماني إرنست كلينك ، عندما أشار إلى مزيج من المركبات المستخرجة من دماغ مريض مصاب بمرض Niemann-Pick. ومع ذلك ، تم توضيح الهيكل الأول للانججليوسيد في عام 1963.
يتشاركون الهيكل العظمي للسيراميد الكارهة للماء مع الشحميات السفينجولية الأخرى ، والتي تتكون من جزيء سفينجوزين مرتبط برابطة أميد بحمض دهني يتراوح بين 16 و 20 ذرة كربون ، مع رابطة مزدوجة ترانس بين الكربون في المواضع الأربعة و 5.
بناء
تتميز Gangliosides بتقديم سلاسل oligosaccharide في مجموعة الرأس القطبية الخاصة بها ، والتي يوجد في تركيبها جزيئات حمض السياليك المرتبطة بروابط β-glucosidic بالهيكل الكارهة للماء للسيراميد.
إنها جزيئات متنوعة للغاية نظرًا للتوليفات المتعددة الممكنة بين سلاسل السكاريد قليلة السكاريد والأنواع المختلفة من حمض السياليك وذيول Apolar المرتبطة بالهيكل العظمي للسيراميد ، وكلاهما من السفينجوزين والأحماض الدهنية المرتبطة بروابط الأميد بالهيكل العظمي المذكور.
في الأنسجة العصبية ، يتم تمثيل سلاسل الأحماض الدهنية الأكثر شيوعًا بين الجانغليوسيدات بواسطة حمض البالمتيك وحمض دهني.
خصائص المجموعة القطبية
توفر منطقة الرأس القطبية لهذه الشحميات السفينغولية طابعًا قويًا للماء. هذه المجموعة القطبية ضخمة جدًا مقارنة بمجموعة الفوسفوليبيد مثل الفوسفاتيديل كولين ، على سبيل المثال.
يرجع سبب هذا الحجم إلى حجم سلاسل السكاريد قليلة السكاريد ، فضلاً عن كمية جزيئات الماء المرتبطة بهذه الكربوهيدرات.
الهيكل العام لـ gangliosides (المصدر: Ryan_1991 ، عبر ويكيميديا كومنز)
أحماض السياليك هي مشتقات من 5-أمينو -3،5-ديديوكسي-د-جلسيرو-د-جالاكتو-نون-2-أولوبيرانوسويك أو حمض النورامينيك. هناك ثلاثة أنواع من أحماض السياليك معروفة في الجانجليوسيدات: 5-N -acetyl و 5-N -acetyl-9-O -acetyl و 5-N -glycolyl-derivative ، وهو الأكثر شيوعًا في البشر الأصحاء.
بشكل عام ، الثدييات (بما في ذلك الرئيسيات) قادرة على تصنيع حمض 5-N-glycolyl-neuraminic ، ولكن يجب على البشر الحصول عليه من مصادر الغذاء.
يمكن أن يعتمد تصنيف هذه الدهون على عدد بقايا حمض السياليك (من 1-5) ، وكذلك على موقعها في جزيء جليكوسفينجوليبيد.
تسلسل قليل السكاريد الأكثر شيوعًا هو رباعي السكاريد Galβ1-3GalNAcβ1-4Galβ1-4Glcβ ، ولكن يمكن أيضًا العثور على بقايا أقل.
المميزات
لم يتم توضيح الآثار البيولوجية الدقيقة للجانجليوسيدات بشكل كامل ، ومع ذلك ، يبدو أنها متورطة في تمايز الخلايا وتشكلها ، وفي ارتباط بعض الفيروسات والبكتيريا ، وفي عمليات التصاق الخلايا الخاصة بنوع معين كروابط للبروتينات. سيليكتينز.
في الجهاز العصبي
الجليكوسفينجوليبيدات مع حمض السياليك لها أهمية خاصة في الجهاز العصبي ، وخاصة في خلايا المادة الرمادية في الدماغ. هذا له علاقة بحقيقة أن glycoconjugates ، بشكل عام ، معترف بها كمعلومات فعالة ومركبات تخزين للخلايا.
تقع في الغالب في الطبقة الخارجية أحادية الطبقة من غشاء البلازما ، وبالتالي فهي تتمتع بمشاركة مهمة في glycocalyx ، جنبًا إلى جنب مع البروتينات السكرية والبروتيوغليكان.
تعتبر هذه المصفوفة السكرية أو المصفوفة خارج الخلية ضرورية لحركة الخلية وتفعيل مسارات الإشارات المشاركة في النمو والتكاثر والتعبير الجيني.
في الإشارات الخلوية
كما هو الحال مع الشحميات السفينجولية الأخرى ، فإن المنتجات الثانوية لتحلل الغانغليوزيد لها أيضًا وظائف مهمة ، لا سيما في عمليات إرسال الإشارات وفي إعادة تدوير العناصر لتشكيل جزيئات دهنية جديدة.
داخل الطبقة الثنائية ، تحدث الغانجليوسيدات بشكل كبير في أطواف الدهون الغنية بالسفينجوليبيد ، حيث يتم إنشاء "مجالات إشارة الجليكو" التي تتوسط أيضًا التفاعلات بين الخلايا وإشارات الغشاء عن طريق التثبيت والارتباط ببروتينات متكاملة. تؤدي هذه الأطواف الدهنية وظائف مهمة في جهاز المناعة.
في الهيكل
إنها تعزز التشكل والطي الصحيح لبروتينات الغشاء المهمة ، مثل GM1 ganglioside ، في الحفاظ على البنية الحلزونية لبروتين α-synuclein ، الذي يرتبط شكله الشاذ بمرض باركنسون. وقد ارتبطوا أيضًا بأمراض هنتنغتون وتاي ساكس ومرض الزهايمر.
نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة
يعتمد التخليق الحيوي للجليكوسفينجوليبيد بشكل كبير على النقل داخل الخلايا من خلال تدفق الحويصلة من الشبكة الإندوبلازمية (ER) ، عبر جهاز جولجي وتنتهي عند غشاء البلازما.
تبدأ عملية التخليق الحيوي بتكوين الهيكل العظمي للسيراميد على الوجه السيتوبلازمي للطوارئ. يحدث تكوين الجليكوسفينجوليبيدات لاحقًا في جهاز جولجي.
تم العثور على إنزيمات الجليكوزيداز المسؤولة عن هذه العملية (الجلوكوزيل ترانسفيراز و galactosyltransferase) على الجانب العصاري الخلوي من مجمع جولجي.
يتم تحفيز إضافة بقايا حمض السياليك إلى سلسلة السكاريد المتنامية عن طريق عدد قليل من ناقلات الجليكوزيل المرتبطة بالغشاء ، ولكنها تقتصر على الجانب اللمعي من غشاء جولجي.
تشير سطور مختلفة من الأدلة إلى أن تخليق أبسط العقد اللمفاوية يحدث في المنطقة المبكرة من نظام غشاء جولجي ، بينما تحدث أكثرها تعقيدًا في المناطق "المتأخرة".
اللائحة
يتم تنظيم التخليق في المقام الأول عن طريق التعبير عن إنزيمات الجليكوزيل ترانسفيراز ، ولكن الأحداث اللاجينية مثل فسفرة الإنزيمات المعنية وغيرها قد تشارك أيضًا.
التطبيقات
ركز بعض الباحثين انتباههم على فائدة نوع معين من Ganglioside ، GM1. يحتوي السم الذي يصنعه ضمة الكوليرا في مرضى الكوليرا على وحدة فرعية مسؤولة عن التعرف المحدد على هذا الغنغليوزيد ، والذي يظهر على سطح الخلايا المخاطية للأمعاء.
وبالتالي ، فقد تم استخدام GM1 للتعرف على علامات هذه الحالة المرضية حيث يتم تضمينها في تركيب الجسيمات الشحمية المستخدمة في تشخيص الكوليرا.
تشتمل التطبيقات الأخرى على تخليق مجموعة محددة من gangliosides وربطها بالدعامات المستقرة لأغراض التشخيص أو لتنقية وعزل المركبات التي لها صلة بها. وقد وجد أيضًا أنها يمكن أن تكون بمثابة علامات لبعض أنواع السرطان.
المراجع
- Groux-Degroote، S.، Guérardel، Y.، Julien، S.، & Deannoy، P. (2015). جانجليوسيدات في سرطان الثدي: وجهات نظر جديدة. الكيمياء الحيوية (موسكو)، 80 (7) ، 808-819.
- Ho، JA، Wu، L.، Huang، M.، Lin، Y.، Baeumner، AJ، Durst، RA، & York، N. (2007). تطبيق الجسيمات الشحمية المستحثة لجرثومة جانجليوسيد في نظام التحليل المناعي بحقن التدفق لتقدير توكسين الكوليرا. شرجي. كيم ، 79 (1) ، 10795-10799.
- كانفر ، ج. ، وهاكوموري ، س. (1983). الكيمياء الحيوية سفينجوليبيد. (D. Hanahan ، محرر) ، كتيب لأبحاث الدهون 3 (الطبعة الأولى). الصحافة الكاملة.
- لوديش ، هـ ، بيرك ، أ ، كايزر ، كاليفورنيا ، كريجر ، إم ، بريتشر ، إيه ، بلويج ، إتش ، مارتن ، ك. (2003). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة الخامسة). فريمان ، دبليو إتش وشركاه.
- أوبراين ، ج. (1981). أمراض تخزين جانجليوسيد: مراجعة محدثة. إيتال. J. نيورول. علوم ، 3 ، 219-226.
- سونينو ، س. (2018). جانجليوسيدس. في S. Sonnino & A. Prinetti (Eds.)، Methods in Molecular Biology 1804. مطبعة هيومانا.
- تايوت ، جيه إل (1983). 244.312. الولايات المتحدة الأمريكية.
- فان إختن ، جي ، وساندهوف ، ك. (1993). استقلاب جانجليوسيد. مجلة الكيمياء البيولوجية ، 268 (8) ، 5341-5344.