GLOBOSIDES: CẤU TRÚC, SINH TỔNG HỢP, CHỨC NĂNG VÀ BỆNH LÝ - SINH HỌC - 2025

Các globosides là một loại sphingolipid thuộc gia đình không đồng nhất của glycosphingolipids và được đặc trưng bởi có trong cấu trúc của nó một cực polisacarit nhóm cấu trúc phức tạp hợp chất liên kết với một xương sống ceramide bởi một glycosidic trái phiếu-B.

Chúng được phân loại trong chuỗi glycosphingolipid "toàn cầu" bởi sự hiện diện của cấu trúc trung tâm của dạng tổng quát Galα4Galβ4GlcβCer, và danh pháp của chúng thường dựa trên số lượng và loại bã đường trong các đầu phân cực.

Cấu trúc chung của Globoside (Nguồn: BQmUB2010017, qua Wikimedia Commons)

Không giống như các sphingolipid khác, globoside là thành phần cấu tạo bình thường của màng tế bào của các cơ quan không thuộc hệ thần kinh của nhiều loài động vật có vú. Ví dụ như thận, ruột, phổi, tuyến thượng thận và hồng cầu.

Giống như tất cả các lipid màng, các globoside có các chức năng cấu trúc quan trọng trong việc hình thành và sắp xếp các lớp kép lipid.

Tuy nhiên, và không giống như các đối tác axit hoặc phosphoryl hóa của chúng, chức năng của các globosit không liên quan nhiều đến việc sản xuất các phân tử tín hiệu, mà là sự tham gia của chúng như một phần của glycoconjugates trong màng sinh chất.

Kết cấu

Chúng chia sẻ một số điểm tương đồng về cấu trúc và chức năng với các thành viên khác của nhóm glucosphingolipid: cerebrosides, gangliosides, và sulfatides; bao gồm thành phần của khung xương chính và các sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất của nó.

Tuy nhiên, globoside khác với glycosphingolipid có tính axit (như ganglioside) về điện tích của các nhóm phân cực carbohydrate của chúng, vì chúng trung hòa về điện ở pH sinh lý, điều này dường như có ý nghĩa mạnh mẽ đối với các chức năng của chúng như một phần của chất nền ngoại bào.

Các nhóm đầu phân cực này thường có nhiều hơn hai phân tử đường, trong số đó thường là D-glucose, D-galactose và N-acetyl-D-galactosamine, và ở mức độ thấp hơn là fucose và N-acetylglucosamine. .

Cũng như các sphingolipid khác, các globosit có thể là các phân tử rất đa dạng, có tính đến sự kết hợp nhiều axit béo gắn với bộ xương sphingosine hoặc các biến thể có thể có của các chuỗi oligosaccharide của phần ưa nước.

Sinh tổng hợp

Con đường bắt đầu với sự tổng hợp ceramide trong lưới nội chất (ER). Xương sống sphingosine lần đầu tiên được hình thành do sự ngưng tụ của L-serine và palmitoyl-CoA.

Ceramide sau đó được tạo ra bởi hoạt động của các enzym tổng hợp ceramide, chúng làm ngưng tụ một phân tử axit béo-CoA khác với xương sống sphingosine ở carbon ở vị trí 2.

Vẫn trong ER, ceramide được tạo ra có thể được sửa đổi bằng cách bổ sung dư lượng galactose để tạo thành galacto ceramide (GalCer), hoặc thay vào đó chúng có thể được vận chuyển đến phức hợp Golgi bằng tác động của protein chuyển ceramide (CERT ) hoặc bằng phương tiện vận chuyển dạng thấu kính.

Trong phức hợp Golgi, ceramide có thể được glycosyl hóa để tạo ra gluco ceramide (GlcCer).

Thêm phức tạp

GlcCer được tạo ra trên mặt tế bào của Golgi sơ khai. Sau đó, nó có thể được vận chuyển đến mặt sáng của phức hợp và sau đó được glycosyl hóa bởi các enzym glycosidase cụ thể tạo ra glycosphingolipid phức tạp hơn.

Các tiền chất chung của tất cả các glycosphingolipid được tổng hợp trong phức hợp Golgi nhờ hoạt động của glycosyltransferase từ GalCer hoặc GlcCer.

Các enzym này chuyển các carbohydrate cụ thể từ các loại đường nucleotide thích hợp: UDP-glucose, UDP-galactose, axit CMP-sialic, v.v.

Khi GlcCer đi qua hệ thống buôn bán mụn nước Golgi, nó sẽ được galactosyl hóa để tạo ra lactosylceramide (LacCer). LacCer là điểm nhánh mà từ đó tiền chất của các glycosphingolipid khác được tổng hợp, tức là phân tử mà sau đó, các gốc đường phân cực trung tính hơn được thêm vào. Các phản ứng này được xúc tác bởi các enzym tổng hợp globoside cụ thể.

Vị trí

Những lipid này chủ yếu được tìm thấy trong các mô của con người. Giống như nhiều glycosphingolipid, các globosit được làm giàu ở bề mặt ngoài của màng sinh chất của nhiều tế bào.

Chúng đặc biệt quan trọng trong hồng cầu của con người, nơi chúng đại diện cho loại glycolipid chính trên bề mặt tế bào.

Ngoài ra, như đã nói ở trên, chúng là một phần của tập hợp các glycoconjugate của màng sinh chất của nhiều cơ quan không thuộc thần kinh, chủ yếu là thận.

Đặc trưng

Các chức năng của globoside cho đến nay vẫn chưa được làm sáng tỏ đầy đủ, nhưng người ta đã biết rằng một số loài làm tăng sự phát triển và vận động của tế bào, trái ngược với sự ức chế các sự kiện này do một số ganglioside gây ra.

Một globoside được glycosyl hóa tetra, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), có chức năng nhận biết nhạy cảm vị trí các rối loạn cấu trúc của hồng cầu trong quá trình kết dính tế bào.

Các nghiên cứu gần đây đã xác định sự tham gia của Gb4 trong việc kích hoạt các protein ERK trong các dòng tế bào ung thư biểu mô, điều này có nghĩa là nó tham gia vào quá trình hình thành khối u. Những protein này thuộc về dòng thác tín hiệu kinase kích hoạt mitogen (MAPK), bao gồm các phần tử Raf, MEK và ERK.

Sự tham gia của chúng với tư cách là thụ thể đối với một số độc tố vi khuẩn thuộc họ Shiga đã được báo cáo, cụ thể là globoside Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), còn được gọi là CD77, biểu hiện trong các tế bào B chưa trưởng thành; cũng như các thụ thể cho yếu tố kết dính HIV (gp120) và dường như có liên quan đến một số loại ung thư và các bệnh khác.

Bệnh lý liên quan

Có nhiều loại bệnh mỡ máu ở người. Globosides và các con đường trao đổi chất của chúng có liên quan đến hai bệnh đặc biệt: bệnh Fabry và bệnh Sandhoff.

Bệnh Fabry

Nó đề cập đến một rối loạn liên quan đến giới tính có tính hệ thống di truyền, lần đầu tiên được thấy ở những bệnh nhân có nhiều đốm tím ở vùng rốn. Nó ảnh hưởng đến các cơ quan như thận, tim, mắt, tứ chi, một phần của hệ tiêu hóa và thần kinh.

Nó là sản phẩm của khiếm khuyết chuyển hóa trong enzym ceramide trihexosidase, chịu trách nhiệm thủy phân trihexosiceramide, một chất trung gian trong quá trình dị hóa các globoside và ganglioside, gây ra sự tích tụ các glycolipid này trong mô.

Bệnh Sandhoff

Bệnh lý này ban đầu được mô tả là một dạng biến thể của bệnh Tay-Sachs, liên quan đến sự chuyển hóa của các ganglioside, nhưng điều này cũng thể hiện sự tích tụ của các globoside trong nội tạng. Đây là một rối loạn di truyền với các kiểu lặn trên NST thường phá hủy dần dần các tế bào thần kinh và tủy sống.

Nó liên quan đến sự vắng mặt của các dạng A và B của enzym β- N -acetyl hexosaminidase do đột biến trong gen HEXB. Các enzym này chịu trách nhiệm cho một trong các bước phân hủy của một số glycosphingolipid.

Người giới thiệu

1. Bieberich, E. (2004). Tích hợp chuyển hóa glycosphingolipid và quyết định số phận tế bào trong ung thư và tế bào gốc: Đánh giá và Giả thuyết. Tạp chí Glycoconjugate, 21, 315–327.
2. Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Khiếm khuyết Enzym trong Bệnh Fabry. Tạp chí Y học New England, 276 (21), 1163–1167.
3. D'Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glycosphingolipids: tổng hợp và chức năng. Tạp chí FEBS, 280, 6338–6353.
4. Eto, Y., & Suzuki, K. (1971). Sphingoglycolipid não trong bệnh loạn dưỡng bạch cầu tế bào hình cầu của Krabbe. Tạp chí Hóa thần kinh, I (1966).
5. Jones, DH, Lingwood, CA, Thợ cắt tóc, KR, & Grant, CWM (1997). Globoside như một chất tiếp nhận màng: Xem xét sự giao tiếp của Oligosaccharide với miền kỵ nước †. Hóa sinh, 31 (97), 8539-8547.
6. Merrill, AH (2011). Con đường chuyển hóa sphingolipid và glycosphingolipid trong kỷ nguyên sphingolipidomics. Nhận xét về Hóa chất, 111 (10), 6387-6422.
7. Park, S., Kwak, C., Shayman, JA, & Hoe, J. (2012). Globoside thúc đẩy hoạt hóa ERK bằng cách tương tác với thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì. Biochimica và Biophysica Acta, 1820 (7), 1141–1148.
8. Bộ Y tế & Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ (2008). Trang chủ Di truyền Tham khảo Bệnh Sandhoff. Lấy từ www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
9. Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Một biến thể mới của bệnh Sandhoff. Nhi khoa. Res., 8, 628-637.
10. Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Bệnh Sandhoff. Acta Pathol. Jpn, 31 (3), 503–512.
11. Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S., & Delannay, E. (2018). Chất béo phân cực trong mỹ phẩm: các xu hướng gần đây trong chiết xuất, tách, phân tích và các ứng dụng chính. Phytochem Rev, 7, 1–32.
12. Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Cấu trúc của Globoside chính của tế bào Erythrocytes ở người. Tạp chí Hóa sinh, 52 (3).