Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гликолипид
Не путать с липополисахаридом .

Гликолипиды - это липиды с углеводом, присоединенным гликозидной (ковалентной) связью . [1] Их роль заключается в поддержании стабильности клеточной мембраны и облегчении клеточного распознавания, что имеет решающее значение для иммунного ответа и соединений, которые позволяют клеткам соединяться друг с другом для образования тканей . [2] Гликолипиды находятся на поверхности мембран всех эукариотических клеток, где они простираются от фосфолипидного бислоя во внеклеточную среду. [2]

Структура [ править ]

Существенной особенностью гликолипида является присутствие моносахарида или олигосахарида, связанного с липидной частью . Наиболее распространенными липидами в клеточных мембранах являются глицеролипиды и сфинголипиды , которые имеют глицериновый или сфингозиновый скелет соответственно. Жирные кислоты связаны с этой основной цепью, так что липид в целом имеет полярную головку и неполярный хвост. Липидный бислой клеточной мембраны состоит из двух слоев липидов, причем внутренняя и внешняя поверхности мембраны состоят из групп полярных головок, а внутренняя часть мембраны состоит из хвостов неполярных жирных кислот.

Сахариды, которые присоединены к полярным головным группам за пределами клетки, являются лигандными компонентами гликолипидов и также являются полярными, что позволяет им быть растворимыми в водной среде, окружающей клетку. [3] Липид и сахарид образуют гликоконъюгат через гликозидную связь , которая является ковалентной связью . Аномерный углерод сахара связывается со свободной гидроксильной группой на липидной основе. Структура этих сахаридов варьируется в зависимости от структуры молекул, с которыми они связываются.

Метаболизм [ править ]

Гликозилтрансферазы [ править ]

Ферменты, называемые гликозилтрансферазами, связывают сахарид с молекулой липида, а также играют роль в сборке правильного олигосахарида, так что правильный рецептор может быть активирован в клетке, которая реагирует на присутствие гликолипида на поверхности клетки. Гликолипид собирается в аппарате Гольджи и внедряется на поверхность везикулы, которая затем транспортируется к клеточной мембране. Везикула сливается с клеточной мембраной, так что гликолипид может быть представлен на внешней поверхности клетки. [4]

Гликозид гидролазы [ править ]

Гликозидгидролазы катализируют разрыв гликозидных связей. Они используются для модификации олигосахаридной структуры гликана после того, как он был добавлен к липиду. Они также могут удалять гликаны из гликолипидов, чтобы превратить их обратно в немодифицированные липиды. [5]

Нарушения обмена веществ [ править ]

Сфинголипидозы представляют собой группу заболеваний, которые связаны с накоплением сфинголипидов, которые не были правильно расщеплены, обычно из-за дефекта фермента гликозидгидролазы. Сфинголипидозы обычно передаются по наследству, и их эффекты зависят от того, какой фермент поражен, и от степени нарушения. Одним из ярких примеров является болезнь Ниманна – Пика, которая может вызывать боль и повреждение нейронных сетей и обычно приводит к летальному исходу в раннем младенчестве. [6]

Функция [ править ]

Межклеточные взаимодействия [ править ]

Основная функция гликолипидов в организме - служить сайтами узнавания для межклеточных взаимодействий. Сахарид гликолипида будет связываться с конкретным комплементарным углеводом или с лектином (углеводсвязывающим белком) соседней клетки. Взаимодействие этих маркеров клеточной поверхности является основой распознавания клеток и инициирует клеточные ответы, которые вносят вклад в такие действия, как регуляция, рост и апоптоз. [7]

Иммунные ответы [ править ]

Примером того, как гликолипиды функционируют в организме, является взаимодействие между лейкоцитами и эндотелиальными клетками во время воспаления. Селектины , класс лектинов, обнаруженных на поверхности лейкоцитов и эндотелиальных клеток, связываются с углеводами, прикрепленными к гликолипидам, чтобы инициировать иммунный ответ. Это связывание заставляет лейкоциты покидать кровообращение и собираться рядом с местом воспаления. Это начальный механизм связывания, за которым следует экспрессия интегринов, которые образуют более прочные связи и позволяют лейкоцитам мигрировать к месту воспаления. [8] Гликолипиды также несут ответственность за другие реакции, особенно за распознавание клеток-хозяев вирусами. [9]

Группы крови [ править ]

Группы крови - это пример того, как гликолипиды на клеточных мембранах опосредуют взаимодействие клеток с окружающей средой. Четыре основных типа крови человека (A, B, AB, O) определяются олигосахаридом, прикрепленным к определенному гликолипиду на поверхности красных кровяных телец , который действует как антиген . Немодифицированный антиген, называемый H-антигеном, характерен для типа O и присутствует в эритроцитах всех групп крови. В группе крови A в качестве основной определяющей структуры добавлен N-ацетилгалактозамин, в группе B - галактоза., а тип AB содержит все три этих антигена. Антигены, которых нет в крови человека, вызывают выработку антител, которые связываются с чужеродными гликолипидами. По этой причине люди с группой крови AB могут получать переливание крови от всех групп крови (универсальный акцептор), а люди с группой крови O могут выступать донорами для всех групп крови (универсальный донор). [10]

Химическая структура гликолипидов

Типы гликолипидов [ править ]

Этот список неполный ; вы можете помочь, добавив недостающие элементы из надежных источников .
  • Гликоглицеролипиды: подгруппа гликолипидов, характеризующаяся ацетилированным или неацетилированным глицерином с по меньшей мере одной жирной кислотой в качестве липидного комплекса. Глицерогликолипиды часто связаны с фотосинтетическими мембранами и их функциями. Подкатегории глицерогликолипидов зависят от присоединенного углевода. [11]
    • Галактолипиды : определяется сахаром галактозы, присоединенным к молекуле липида глицерина. Они находятся в мембранах хлоропластов и связаны с фотосинтетическими свойствами. [11]
    • Сульфолипиды : содержат серосодержащую функциональную группу в сахарном фрагменте, присоединенном к липиду. Важной группой являются сульфохиновозилдиацилглицерины, которые связаны с круговоротом серы в растениях. [12]
  • Гликосфинголипиды : подгруппа гликолипидов на основе сфинголипидов . Гликосфинголипиды в основном расположены в нервной ткани и отвечают за передачу сигналов клетками. [13]
    • Цереброзиды : группа гликосфинголипидов, участвующих в мембранах нервных клеток. [14]
      • Галактоцереброзиды : тип цереброзеида с галактозой в качестве сахаридной части.
      • Глюкоцереброзиды : тип цереброзида с глюкозой в качестве сахаридного фрагмента; часто обнаруживается в неневральной ткани.
      • Сульфатиды : класс гликолипидов , содержащих сульфатную группу в углевода с керамидой липидного позвоночником. Они участвуют в многочисленных биологических функциях, от иммунного ответа до передачи сигналов нервной системы.
    • Ганглиозиды : самые сложные гликолипиды животных. Они содержат отрицательно заряженные олигосахриды с одним или несколькими остатками сиаловой кислоты ; идентифицировано более 200 [15] различных ганглиозидов. Их больше всего в нервных клетках.
    • Глобозиды : гликосфинголипиды с более чем одним сахаром в составе углеводного комплекса. У них есть множество функций; неспособность расщепить эти молекулы приводит к болезни Фабри .
    • Гликофосфинголипиды: сложные гликофосфолипиды из грибов, дрожжей и растений, в которых они первоначально назывались «фитогликолипиды». Они могут быть таким же сложным набором соединений, как отрицательно заряженные ганглиозиды у животных.
    • Гликофосфатидилинозитолы : подгруппа гликолипидов, определяемая липидной частью фосфатидилинозита, связанной с углеводным комплексом. Они могут быть связаны с С-концом белка и выполнять различные функции, связанные с различными белками, с которыми они могут быть связаны. [16]
  • Сахаролипиды

См. Также [ править ]

  • Софоролипиды
  • Рамнолипид
  • Гликокаликс
  • Гликом
  • Гликопротеины
  • Болезнь Ниманна Пика

Ссылки [ править ]

  1. ^ Voet Д, Voet Дж, Пратт С (2013). Основы биохимии жизни на молекулярном уровне (Четвертое изд.). Хобокен, Нью-Джерси: ISBN компании John Wiley & Sons, Inc. 9781118129180.
  2. ^ a b «Гликолипиды» . природа . Издательская группа "Природа" . Дата обращения 1 ноября 2015 .
  3. ^ Aureli M, S Грасси, Prioni S, Sonnino S, Принетти A (август 2015). «Домены липидной мембраны в головном мозге». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - молекулярная и клеточная биология липидов . 1851 (8): 1006–16. DOI : 10.1016 / j.bbalip.2015.02.001 . PMID 25677824 . 
  4. ^ Williams GJ, Торсон JS (2009). «Натуральные продукты гликозилтрансферазы: свойства и применение». Успехи энзимологии . Достижения в энзимологии и смежных областях молекулярной биологии. 76 . С. 55–119. DOI : 10.1002 / 9780470392881.ch2 . ISBN 9780470392881. PMID  18990828 .
  5. ^ Sinnott ML (ноябрь 1990). «Каталитический механизм ферментативного переноса гликозила». Химические обзоры . 90 (7): 1171–1202. DOI : 10.1021 / cr00105a006 .
  6. ^ Sandhoff K (1974). «Сфинголипидозы» . Журнал клинической патологии . 8 (12): 94–105. DOI : 10.1136 / jcp.s3-8.1.94 . PMC 1347206 . PMID 4157247 .  
  7. ^ Schnaar RL (июнь 2004). «Гликолипид-опосредованное распознавание клеток при воспалении и регенерации нервов». Архивы биохимии и биофизики . 426 (2): 163–72. DOI : 10.1016 / j.abb.2004.02.019 . PMID 15158667 . 
  8. ^ Купер GM (2000). «Межклеточные взаимодействия» . Клетка: молекулярный подход (2-е изд.). Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates.
  9. ↑ Wang B, Boons G (9 сентября 2011 г.). Распознавание углеводов: биологические проблемы, методы и приложения . Джон Вили и сыновья. п. 66. ISBN 9781118017579.
  10. ^ Эрба IH (май 1940). «Классификация групп крови: призыв к единообразию» . Журнал Канадской медицинской ассоциации . 42 (5): 418–21. PMC 537907 . PMID 20321693 .  
  11. ^ a b Neufeld EF, Hall CW (январь 1964 г.). «Образование галактолипидов хлоропластами». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 14 (6): 503–8. DOI : 10.1016 / 0006-291X (64) 90259-1 . PMID 5836548 . 
  12. ^ Харвуд JL Николс RG (апрель 1979). «Растительный сульфолипид - основной компонент цикла серы». Сделки Биохимического Общества . 7 (2): 440–7. DOI : 10,1042 / bst0070440 . PMID 428677 . 
  13. ^ Hakomori S , Игараси Y (декабрь 1995). «Функциональная роль гликосфинголипидов в распознавании клеток и передаче сигналов». Журнал биохимии . 118 (6): 1091–103. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a124992 . PMID 8720120 . 
  14. ^ Jurevics Н, Hostettler Дж, Муза Е.Д., Sammond DW, Matsushima , К., Тоьюс А.Д., Морелл Р (май 2001 г.). «Синтез цереброзида как показатель скорости ремиелинизации после вызванной купризоном демиелинизации в головном мозге» . Журнал нейрохимии . 77 (4): 1067–76. DOI : 10.1046 / j.1471-4159.2001.00310.x . PMID 11359872 . 
  15. ^ Ariga T, McDonald MP, Ю. РК (июнь 2008). «Роль метаболизма ганглиозидов в патогенезе болезни Альцгеймера - обзор» . Журнал липидных исследований . 49 (6): 1157–75. DOI : 10,1194 / jlr.R800007-JLR200 . PMC 2386904 . PMID 18334715 .  
  16. ^ Paulick MG, Bertozzi CR (июль 2008). «Якорь гликозилфосфатидилинозитола: сложная мембранно-якорная структура для белков» . Биохимия . 47 (27): 6991–7000. DOI : 10.1021 / bi8006324 . PMC 2663890 . PMID 18557633 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Гликолипиды в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)