Цереброзид

Цереброзиды ( моногликозилцерамиды ) представляют собой группу гликосфинголипидов , которые являются важными компонентами мышц и нервных клеток мембран животных .

Они состоят из церамида с единственным остатком сахара у 1-гидроксильной группы. Остаток сахара может представлять собой либо глюкозу , либо галактозу ; поэтому два основных типа называются глюкоцереброзидами (также известными как глюкозилцерамиды) и галактоцереброзидами (также известными как галактозилцерамиды). Галактоцереброзиды обычно обнаруживаются в нервной ткани, тогда как глюкоцереброзиды обнаруживаются в других тканях.

Структура

Основной структурой цереброзида является церамид . Моногликозил- и олигогликозилцерамиды, имеющие моно- или полисахарид, гликозидно связанный с концевой ОН-группой церамида, определяются как цереброзиды. Сфингозин является основным длинноцепочечным основанием, присутствующим в церамиде.

Галактозилцерамид является основным гликосфинголипидом в ткани головного мозга. Галактозилцерамиды присутствуют во всех нервных тканях и могут составлять до 2% сухого вещества серого вещества и 12% белого вещества. Они являются основными компонентами олигодендроцитов . Глюкозилцерамид содержится в небольших количествах в клетках животных, таких как селезенка , эритроциты и нервные ткани, особенно нейроны . Глюкозилцерамид является основным компонентом липидов кожи, где он необходим для формирования пластинчатых тел в роговом слое и для поддержания водопроницаемого барьера кожи. Глюкозилцерамид — единственный гликосфинголипид, общий для растений, грибов и животных. Обычно его считают основным гликосфинголипидом растений. Это основной компонент внешнего слоя плазматической мембраны. Галактозилцерамиды в растениях не обнаружены.

— самый крупный компонент миелиновой оболочки нервов Моногалактозилцерамид . Таким образом, синтез цереброзидов может служить показателем образования или ремиелинизации миелина . ^[1] Сахарный фрагмент гликозидно связан с гидроксильной группой C-1 церамида, например, в лактозилцерамиде. Цереброзиды, содержащие группу серного эфира ( сульфата ), известные как сульфатиды, также встречаются в миелиновой оболочке нервов. Эти соединения предпочтительно называют сульфатами исходного гликосфинголипида.

Синтез

Биосинтез моногликозилцерамидов требует прямого переноса углеводного фрагмента от сахар-нуклеотида, такого как уридин-5-дифосфат (УДФ)-галактоза или УДФ-глюкоза, к церамидному звену. Реакция, катализируемая гликозилтрансферазой, приводит к инверсии стереохимии гликозидной связи, меняющейся с α → β. Синтез галактозилцерамида и глюкозилцерамида происходит на люменальной поверхности эндоплазматического ретикулума и на цитозольной стороне ранних мембран Гольджи соответственно.

Физические свойства

Температура плавления цереброзидов значительно превышает физиологическую температуру тела и составляет >37,0 °C, что придает гликолипидам паракристаллическую структуру, подобную жидкокристаллической. Молекулы цереброзида способны образовывать до восьми межмолекулярных водородных связей между полярными атомами водорода сахара и гидрокси- и амидными группами сфингозинового основания церамида. Эти водородные связи внутри цереброзидов приводят к тому, что молекулы имеют высокую температуру перехода и компактное расположение. Моногликозилцерамиды в сочетании с холестерином преобладают в микродомене липидного рафта, который является важным местом связывания белков и фермент-рецепторных взаимодействий.

Катаболизм

Деградация гликосфинголипидов происходит в лизосомах, содержащих пищеварительные ферменты в клетках животных. Лизосома расщепляет гликосфинголипид на его основные компоненты: жирные кислоты, сфингозин и сахарид. ^[2]

Химический анализ

Анализ моногликозилцерамидов можно провести с помощью тонкослойной хроматографии высокого разрешения, высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и масс-спектрометрии. ВЭЖХ с обращенной фазой в настоящее время является стандартным методом разделения молекулярных частиц, часто после бензоилирования, что позволяет обнаруживать липиды с помощью УФ-спектрофотометрии.

Роль в болезни

Нарушением деградации глюкоцереброзидов является болезнь Гоше . Соответствующими дефектами для галактоцереброзидов являются:

а) Накопление церамидтригексозида (глоботриаозилцерамида) – болезнь Фабри . Клинические особенности включают акропарестезию (покалывание, ощущение покалывания в конечностях). ^[3]

б) Накопление галактоцереброзида (галактозилцерамидазы) – болезнь Краббе . ^[4]

Ссылки

^ Юревичс, Х; Хостеттлер, Дж; Муза, ЭД; Сэммонд, Д.В.; Мацусима, ГК; Тэйвс, AD; Морелл, П. (май 2001 г.). «Синтез цереброзида как мера скорости ремиелинизации после демиелинизации, вызванной купризоном, в мозге» . Журнал нейрохимии . 77 (4): 1067–76. дои : 10.1046/j.1471-4159.2001.00310.x . ПМИД 11359872 .
^ Янагихара, Т; Камингс, Дж. Н. (1969). «Жирнокислотный состав цереброзидов и сульфатидов цереброзида при отеке мозга». Акта Нейропатологика . 12 (1): 62–67. дои : 10.1007/BF00685311 . ПМИД 4303520 . S2CID 244169 .
^ Харви, Джеймс (18 января 2021 г.). «Акропарестезия» . Радиопедия . Проверено 3 августа 2023 г.
^ «Болезнь Краббе» . Национальный институт неврологических расстройств и инсульта . Национальные институты здравоохранения . Проверено 3 августа 2023 г.

Внешние ссылки

Цереброзиды Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
Липидная библиотека: моногликозилцерамиды

[pmid11359872-1] Юревичс, Х; Хостеттлер, Дж; Муза, ЭД; Сэммонд, Д.В.; Мацусима, ГК; Тэйвс, AD; Морелл, П. (май 2001 г.). «Синтез цереброзида как мера скорости ремиелинизации после демиелинизации, вызванной купризоном, в мозге» . Журнал нейрохимии . 77 (4): 1067–76. дои : 10.1046/j.1471-4159.2001.00310.x . ПМИД 11359872 .

[pmid4303520-2] Янагихара, Т; Камингс, Дж. Н. (1969). «Жирнокислотный состав цереброзидов и сульфатидов цереброзида при отеке мозга». Акта Нейропатологика . 12 (1): 62–67. дои : 10.1007/BF00685311 . ПМИД 4303520 . S2CID 244169 .

[3] Харви, Джеймс (18 января 2021 г.). «Акропарестезия» . Радиопедия . Проверено 3 августа 2023 г.

[4] «Болезнь Краббе» . Национальный институт неврологических расстройств и инсульта . Национальные институты здравоохранения . Проверено 3 августа 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]