Ганглиозид

Ганглиозид гликосфинголипида представляет собой молекулу, состоящую из ( церамида и олигосахарида ) с одной или несколькими сиаловыми кислотами (например, N -ацетилнейраминовая кислота , NANA), связанными в сахарной цепи . NeuNAc, ацетилированное производное углевода сиаловой кислоты, делает головные группы ганглиозидов анионными при pH 7, что отличает их от глобозидов .

Название «ганглиозид» впервые применил немецкий ученый Эрнст Кленк в 1942 году к липидам, недавно выделенным из ганглиозных клеток головного мозга. ^[1] Известно более 60 ганглиозидов, которые отличаются друг от друга главным образом положением и количеством NANA остатков . Это компонент клеточной плазматической мембраны , который модулирует события передачи клеточного сигнала и, по-видимому, концентрируется в липидных рафтах. ^{[ нужна ссылка ]}.

Недавно было обнаружено, что ганглиозиды являются очень важными молекулами в иммунологии . Природные и полусинтетические ганглиозиды считаются возможными средствами лечения нейродегенеративных заболеваний. ^[2]

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 собой точки узнавания для внеклеточных молекул или поверхностей соседних клеток. Они обнаруживаются преимущественно в нервной системе, где составляют 6% всех липидов. ^[3]

Функция

Группы олигосахаридов на ганглиозидах простираются далеко за пределы поверхности клеточных мембран и действуют как отличительные поверхностные маркеры, которые могут служить специфическими детерминантами клеточного распознавания и межклеточной коммуникации. Эти головные группы углеводов также действуют как специфические рецепторы для некоторых гипофиза гликопротеиновых гормонов и некоторых бактериальных белковых токсинов, таких как холерный токсин .

Функции ганглиозидов как специфических детерминант позволяют предположить их важную роль в росте и дифференцировке тканей, а также в канцерогенезе . Было обнаружено, что опухолеобразование может индуцировать синтез нового набора ганглиозидов, а очень низкие концентрации специфического ганглиозида могут индуцировать дифференцировку культивируемых нейрональных опухолевых клеток. ^[4]

Общие ганглиозиды

Одна НАНА («М»)
Две NANA («D»)
Три НАНА («Т»)
- GT1b
- ГТ3
Четыре NANA («Q»)
- GQ1

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)[aNeu5Ac(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) Сер
GGal = aNeu5Ac(2-3)bDGalp(1-1)Cer ^{[ нужна ссылка ]}

где

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

Патология

Ганглиозиды непрерывно синтезируются и разлагаются в клетках. Они разлагаются до церамидов путем последовательного удаления сахарных единиц в олигосахаридной группе, катализируемого набором высокоспецифичных лизосомальных ферментов. Мутации в генах, кодирующих эти ферменты, приводят к накоплению частично расщепленных ганглиозидов в лизосомах, что приводит к группе заболеваний, называемых ганглиозидозами . Например, смертельная болезнь Тея-Сакса возникает как генетический дефект, который приводит к отсутствию выработки функциональной гексозаминидазы А , что приводит к накоплению GM2 в лизосомах. В конечном итоге ганглиозные клетки нервной системы сильно разбухают, нарушая нормальные функции нейронов. ^[3]

Краткое изложение, показывающее причины сфинголипидоза , в том числе ганглиозидоза .

Ганглиозиды также участвуют в ряде заболеваний:

Грипп , при котором гемагглютинин вируса гриппа использует определенные ганглиозиды для проникновения и инфицирования экспрессирующих их клеток.
Синдром Гийена-Барре , который связан с выработкой антиганглиозидных антител . ^[5]
Холера
Столбняк
Ботулизм
проказа ^[6]
Ожирение , при котором неадекватная экспрессия ганглиозидов в медиобазальных нейронах гипоталамуса нарушает регуляцию нейронального лептина ^[7] и передача сигналов инсулина. ^[8]

Ссылки

^ «Ганглиозиды, строение, возникновение, биология и анализ» . Липидная библиотека . Американское общество нефтехимиков. Архивировано из оригинала 17 декабря 2009 г.
^ Моккетти I (2005). «Экзогенные ганглиозиды, пластичность и восстановление нейронов и нейротрофины» . Cell Mol Life Sci . 62 (19–20): 2283–94. дои : 10.1007/s00018-005-5188-y . ПМЦ 11139125 . ПМИД 16158191 . S2CID 28652906 .
^ Jump up to: ^а ^б Люберт Страйер (1975). «Биосинтез макромолекулярных предшественников» . Биохимия . WH Freeman & Co. с. 486 . ISBN 0-7167-0174-Х .
^ Дэвид Л. Нельсон; Майкл М. Кокс (2005). «Липиды» . Ленингерские принципы биохимии, 4-е издание . WH Freeman & Co. с. 357 . ISBN 9780716743392 .
^ Начамкин I; Шадомы, СВ; Моран, AP; Кокс, Н.; Фицджеральд, К; Унг, Х; Коркоран, AT; Искандер, Ю.К.; и др. (2008). «Индукция антиганглиозидных антител свиньями (A/NJ/1976/H1N1) и другими вакцинами против гриппа: понимание вакцин-ассоциированного синдрома Гийена-Барре» . Дж. Заразить. Дис . 198 (2): 226–33. дои : 10.1086/589624 . hdl : 10379/13073 . ПМИД 18522505 .
^ Рибейро-Ресенде, Вирджиния; Рибейро-Гимарайнш, ML; Лемес, РМ; Насименто, IC; Алвес, Л; Мендес-Отеро, Р; Пессолани, MC; Лара, ФА (29 октября 2010 г.). «Участие 9-O-ацетил GD3-ганглиозида в инфицировании шванновских клеток Mycobacterium leprae» . Журнал биологической химии . 285 (44). Американское общество биохимии и молекулярной биологии : 34086–34096. дои : 10.1074/jbc.M110.147272 . ПМЦ 2962507 . ПМИД 20739294 . Проверено 15 апреля 2016 г.
^ Нордстрем В.; Виллерсхойзер М.; Герцер С.; Розман Дж.; фон Болен и Хальбах О.; Мельднер С.; и др. (12 марта 2013 г.). «Нейрональная экспрессия глюкозилцерамидсинтазы в центральной нервной системе регулирует массу тела и энергетический гомеостаз» . ПЛОС Биология . 11 (3): e1001506. дои : 10.1371/journal.pbio.1001506 . ПМЦ 3595213 . ПМИД 23554574 .
^ Герцер, Силке; Мелднер, Саша; Грёне, Герман-Йозеф; Нордстрем, Виола (01 октября 2015 г.). «Вызванный голоданием липолиз и передача сигналов инсулина в гипоталамусе регулируются нейрональной глюкозилцерамидсинтазой» (PDF) . Диабет . 64 (10): 3363–3376. дои : 10.2337/db14-1726 . ISSN 0012-1797 . ПМИД 26038579 .

Внешние ссылки

Ганглиозиды Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
Обзор ганглиозидов на сайте Lipidlibrary.co.uk.
Обзор ганглиозидов на сайте cyberlipid.org.

[1] «Ганглиозиды, строение, возникновение, биология и анализ» . Липидная библиотека . Американское общество нефтехимиков. Архивировано из оригинала 17 декабря 2009 г.

[2] Моккетти I (2005). «Экзогенные ганглиозиды, пластичность и восстановление нейронов и нейротрофины» . Cell Mol Life Sci . 62 (19–20): 2283–94. дои : 10.1007/s00018-005-5188-y . ПМЦ 11139125 . ПМИД 16158191 . S2CID 28652906 .

[Stryer-3] Jump up to: ^а ^б Люберт Страйер (1975). «Биосинтез макромолекулярных предшественников» . Биохимия . WH Freeman & Co. с. 486 . ISBN 0-7167-0174-Х .

[Lehninger-4] Дэвид Л. Нельсон; Майкл М. Кокс (2005). «Липиды» . Ленингерские принципы биохимии, 4-е издание . WH Freeman & Co. с. 357 . ISBN 9780716743392 .

[5] Начамкин I; Шадомы, СВ; Моран, AP; Кокс, Н.; Фицджеральд, К; Унг, Х; Коркоран, AT; Искандер, Ю.К.; и др. (2008). «Индукция антиганглиозидных антител свиньями (A/NJ/1976/H1N1) и другими вакцинами против гриппа: понимание вакцин-ассоциированного синдрома Гийена-Барре» . Дж. Заразить. Дис . 198 (2): 226–33. дои : 10.1086/589624 . hdl : 10379/13073 . ПМИД 18522505 .

[6] Рибейро-Ресенде, Вирджиния; Рибейро-Гимарайнш, ML; Лемес, РМ; Насименто, IC; Алвес, Л; Мендес-Отеро, Р; Пессолани, MC; Лара, ФА (29 октября 2010 г.). «Участие 9-O-ацетил GD3-ганглиозида в инфицировании шванновских клеток Mycobacterium leprae» . Журнал биологической химии . 285 (44). Американское общество биохимии и молекулярной биологии : 34086–34096. дои : 10.1074/jbc.M110.147272 . ПМЦ 2962507 . ПМИД 20739294 . Проверено 15 апреля 2016 г.

[7] Нордстрем В.; Виллерсхойзер М.; Герцер С.; Розман Дж.; фон Болен и Хальбах О.; Мельднер С.; и др. (12 марта 2013 г.). «Нейрональная экспрессия глюкозилцерамидсинтазы в центральной нервной системе регулирует массу тела и энергетический гомеостаз» . ПЛОС Биология . 11 (3): e1001506. дои : 10.1371/journal.pbio.1001506 . ПМЦ 3595213 . ПМИД 23554574 .

[8] Герцер, Силке; Мелднер, Саша; Грёне, Герман-Йозеф; Нордстрем, Виола (01 октября 2015 г.). «Вызванный голоданием липолиз и передача сигналов инсулина в гипоталамусе регулируются нейрональной глюкозилцерамидсинтазой» (PDF) . Диабет . 64 (10): 3363–3376. дои : 10.2337/db14-1726 . ISSN 0012-1797 . ПМИД 26038579 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

v т и Аутоантигены
Дегидрогеназа	Комплекс дегидрогеназы альфа-кетокислот с разветвленной цепью Оксоглутаратдегидрогеназа Пируватдегидрогеназа
Трансглутаминаза	Эпидермальная трансглутаминаза Тканевая трансглутаминаза
Нуклеопорины	НУП35 НУП37 НУП43 НУП50 НУП54 НУП62 НУП85 НУП88 НУП93 НУП98 НУП107 НУП133 НУП153 НУП155 НУП160 НУП188 НУП210 НУП205 НУП214
Другой	Ацетилхолиновый рецептор Актин Аполипопротеин H Кардиолипин Центромера Филагрин (Цитруллинат) Ганглиозиды Ядерный антиген Sp100 Тромбин топоизомераза