و globosides هي نوع من الشحميات السفينغولية عائلة غير متجانسة من الشحميات السفنغولية السكرية وتتميز من خلال وجود في هيكلها على glycans مجموعة بنية معقدة قطبي مركب المستعبدين من العمود الفقري سيراميد من قبل غليكوزيدية السندات-B.
يتم تصنيفها ضمن سلسلة "الكرة الأرضية" من جليكوسفينجوليبيدات من خلال وجود هيكل مركزي للشكل العام Galα4Galβ4GlcβCer ، وتعتمد تسمياتها بشكل عام على عدد ونوع مخلفات السكر في الرؤوس القطبية.
الهيكل العام لـ Globoside (المصدر: BQmUB2010017 ، عبر ويكيميديا كومنز)
على عكس الشحميات السفينجولية الأخرى ، فإن الجلوبوزيدات هي مكونات طبيعية لأغشية الخلايا للأعضاء الجهازية غير العصبية للعديد من الثدييات. على سبيل المثال الكلى والأمعاء والرئتين والغدد الكظرية وكريات الدم الحمراء.
مثل جميع الدهون الغشائية ، فإن للجلوبوزيدات وظائف هيكلية مهمة في تكوين وترتيب طبقات ثنائية الدهون.
ومع ذلك ، وعلى عكس نظائرها الحمضية أو الفسفورية ، فإن وظيفة الجلوبوزيدات لا ترتبط كثيرًا بإنتاج جزيئات الإشارة ، بل ترتبط بمشاركتها كجزء من glycoconjugates في غشاء البلازما.
بناء
أنها تشترك في بعض أوجه التشابه الهيكلية والوظيفية مع الأعضاء الآخرين في مجموعة الجلوكوزفينجوليبيدات: cerebrosides ، gangliosides ، و sulfatides. بما في ذلك تكوين الهيكل العظمي الرئيسي والمنتجات الثانوية لعملية التمثيل الغذائي.
ومع ذلك ، تختلف الجلوبوزيدات عن شحميات الجليكوسفينجوليبيدات الحمضية (مثل gangliosides) فيما يتعلق بشحنة مجموعات الكربوهيدرات القطبية ، نظرًا لأنها محايدة كهربائيًا عند درجة الحموضة الفسيولوجية ، والتي يبدو أن لها آثارًا قوية على وظائفها كجزء من المصفوفة خارج الخلية.
تحتوي مجموعات الرأس القطبية هذه عادةً على أكثر من جزيئين من السكر ، من بينها عادةً D-glucose و D-galactose و N-acetyl-D-galactosamine ، وبدرجة أقل الفوكوز و N-acetylglucosamine..
كما هو الحال مع السفينجوليبيدات الأخرى ، يمكن أن تكون الجلوبوسيدات جزيئات متنوعة للغاية ، إما مع الأخذ في الاعتبار التوليفات المتعددة من الأحماض الدهنية المرتبطة بهيكل السفينغوزين أو الاختلافات المحتملة في سلاسل السكاريد قليلة السكاريد في الجزء المحبة للماء.
التخليق الحيوي
يبدأ المسار بتركيب السيراميد في الشبكة الإندوبلازمية (ER). يتكون العمود الفقري السفينجوزين أولاً عن طريق تكثيف L-serine و palmitoyl-CoA.
يتم إنشاء سيراميد لاحقًا عن طريق عمل إنزيمات سينثيز سيراميد ، والتي تكثف جزيء حمض دهني آخر - CoA مع العمود الفقري سفينجوزين عند الكربون في الموضع 2.
لا يزال في ER ، يمكن تعديل السيراميدات المنتجة عن طريق إضافة بقايا الجالاكتوز لتشكيل سيراميد الجالاكتو (GalCer) ، أو يمكن بدلاً من ذلك نقلها إلى مجمع جولجي إما عن طريق عمل بروتينات نقل السيراميد (CERT)) أو عن طريق النقل الحويصلي.
في مجمع جولجي ، يمكن معالجة السيراميد بالجليكوزيلات لإنتاج الجلوكوز سيراميد (GlcCer).
مضيفا التعقيد
يتم إنتاج GlcCer على الوجه العصاري الخلوي لـ Golgi المبكر. يمكن بعد ذلك نقله إلى الوجه اللمعي للمركب ومن ثم يتم معالجته بالجليكوزيلات بواسطة إنزيمات جليكوسيداز معينة تولد شحميات جليكوسفينجولية أكثر تعقيدًا.
يتم تصنيع السلائف الشائعة لجميع الجليكوسفينجوليبيدات في مجمع جولجي عن طريق عمل الجليكوزيل ترانسفيراز من GalCer أو GlcCer.
تنقل هذه الإنزيمات كربوهيدرات معينة من سكريات النوكليوتيدات المناسبة: UDP-glucose ، UDP-galactose ، CMP-sialic acid ، إلخ.
عندما يمر GlcCer عبر نظام التهريب الحويصلي Golgi ، فإنه يتم معالجة الجالاكتوزيل لإنتاج lactosylceramide (LacCer). LacCer هي نقطة التفرع التي يتم منها تصنيع سلائف الجليكوسفينجوليبيدات الأخرى ، أي الجزيء الذي تضاف إليه بقايا السكر القطبية المحايدة لاحقًا. يتم تحفيز هذه التفاعلات بواسطة تركيبات معينة من الجلوبوزيد.
موقعك
توجد هذه الدهون بشكل رئيسي في الأنسجة البشرية. مثل العديد من الجليكوسفينجوليبيدات ، يتم إثراء الجلوبوسيدات على السطح الخارجي لغشاء البلازما للعديد من الخلايا.
إنها مهمة بشكل خاص في كريات الدم الحمراء البشرية ، حيث تمثل النوع الرئيسي من الجليكوليبيد على سطح الخلية.
بالإضافة إلى ذلك ، كما هو مذكور أعلاه ، فهي جزء من مجموعة glycoconjugates لأغشية البلازما للعديد من الأعضاء غير العصبية ، وخاصة الكلى.
المميزات
لم يتم توضيح وظائف globosides بشكل كامل حتى الآن ، ولكن من المعروف أن بعض الأنواع تزيد من تكاثر الخلايا وحركتها ، على عكس تثبيط هذه الأحداث التي تسببها بعض gangliosides.
يعمل غلوبوسيد رباعي الجليكوزيلات ، Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer) ، في التعرف على حساسية الموقع للاضطرابات الهيكلية للكريات الحمراء أثناء عمليات التصاق الخلية.
حددت الدراسات الحديثة تورط Gb4 في تنشيط بروتينات ERK في خطوط الخلايا السرطانية ، مما قد يعني مشاركته في بدء الورم. تنتمي هذه البروتينات إلى سلسلة إشارات بروتين كيناز (MAPK) المُفعَّلة بالميتوجين ، والتي تتكون من العناصر Raf و MEK و ERK.
تم الإبلاغ عن مشاركتها كمستقبلات لبعض السموم البكتيرية لعائلة Shiga ، وتحديداً globoside Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer) ، المعروف أيضًا باسم CD77 ، معبرًا عنه في خلايا ب غير ناضجة ؛ أيضًا كمستقبلات لعامل الالتصاق بفيروس نقص المناعة البشرية (gp120) ويبدو أن لها آثارًا في أنواع معينة من السرطان وأمراض أخرى.
الأمراض ذات الصلة
هناك أنواع عديدة من الدهن عند البشر. ترتبط الجلوبوزيدات ومساراتها الأيضية بمرضين على وجه الخصوص: مرض فابري ومرض ساندهوف.
مرض فابري
يشير إلى اضطراب وراثي مرتبط بالجنس ، شوهد لأول مرة في المرضى الذين يعانون من بقع أرجوانية متعددة في منطقة السرة. يصيب أعضاء مثل الكلى والقلب والعينين والأطراف وجزء من الجهاز الهضمي والجهاز العصبي.
إنه نتاج خلل في التمثيل الغذائي في إنزيم سيراميد ثلاثي هكسوسيداز ، المسؤول عن التحلل المائي لثلاثي إكسوسيسراميد ، وهو وسيط في هدم الغلوبوسيدات والغرانجليوسيدات ، مما يؤدي إلى تراكم هذه الجليكوليبيدات في الأنسجة.
مرض ساندهوف
تم وصف هذا المرض في البداية على أنه أحد أنواع مرض تاي ساكس ، المرتبط بعملية التمثيل الغذائي لل gangانجليوزيدات ، ولكن هذا يمثل أيضًا تراكم الجلوبوسيدات في الأحشاء. وهو اضطراب وراثي مع أنماط وراثية متنحية تدمر بشكل تدريجي الخلايا العصبية والحبل الشوكي.
يتعلق الأمر بغياب الشكلين A و B من إنزيم β- N -acetyl hexosaminidase بسبب الطفرات في جين HEXB. هذه الإنزيمات مسؤولة عن إحدى خطوات التحلل لبعض الجليكوسفينجوليبيدات.
المراجع
- بيبيريش ، إي (2004). تكامل التمثيل الغذائي للجليكوسفينجوليبيد وقرارات مصير الخلية في السرطان والخلايا الجذعية: مراجعة وفرضية. جلايكوكونجوغات جورنال ، 21 ، 315-327.
- برادي ، ر. ، غال ، أ. برادلي ، ر. ، مارتينسون ، إي. ، وارشو ، أ. ، ولاستر ، إل. (1967). خلل إنزيمي في مرض فابري. مجلة نيو إنجلاند الطبية ، 276 (21) ، 1163-1167.
- D'Angelo، G.، Capasso، S.، Sticco، L.، & Russo، D. (2013). جليكوسفينجوليبيدات: التوليف والوظائف. مجلة FEBS ، 280 ، 6338-6353.
- إيتو ، واي ، وسوزوكي ، ك. (1971). شحميات الدماغ السفينغوغليكية في حثل المادة البيضاء للخلايا الكروية في كرابي. مجلة الكيمياء العصبية ، أنا (1966).
- Jones ، DH ، Lingwood ، CA ، Barber ، KR ، & Grant ، CWM (1997). Globoside كمستقبل غشاء: النظر في اتصال Oligosaccharide مع المجال الكارهة للماء †. الكيمياء الحيوية، 31 (97) ، 8539-8547.
- ميريل ، إيه إتش (2011). مسارات التمثيل الغذائي السفينجوليبيد والجليكوسفينجوليبيد في عصر السفينجوليبيدوميكس. مراجعات كيميائية، 111 (10) ، 6387-6422.
- Park، S.، Kwak، C.، Shayman، JA، & Hoe، J. (2012). يعزز Globoside تنشيط ERK من خلال التفاعل مع مستقبل عامل نمو البشرة. Biochimica et Biophysica Acta، 1820 (7) ، 1141-1148.
- وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية (2008). علم الوراثة الرئيسية مرجع مرض ساندهوف. تم الاسترجاع من www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
- سبنس ، إم ، ريبلي ، بي ، إمبيل ، جيه ، وتيبليس ، ج. (1974). نوع جديد من مرض ساندهوف. بيديات. الدقة ، 8 ، 628-637.
- Tatematsu، M.، Imaida، K.، Ito، N.، Togari، H.، Suzuki، Y.، & Ogiu، T. (1981). مرض ساندهوف. اكتا باثول. Jpn ، 31 (3) ، 503-512.
- ترافيرسيه ، إم ، جازلوندز ، ت. ، ميليسي ، إس ، ميشيل ، إس ، ديلاني ، إي (2018). الدهون القطبية في مستحضرات التجميل: الاتجاهات الحديثة في الاستخلاص والفصل والتحليل والتطبيقات الرئيسية. فيتوشيم القس ، 7 ، 1–32.
- Yamakawa ، T. ، Yokoyama ، S. ، & Kiso ، N. (1962). هيكل الجلوبوزيد الرئيسي لخلايا الدم الحمراء البشرية. مجلة الكيمياء الحيوية ، 52 (3).