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Gangliósido

Estructura del gangliósido GM1

Un gangliósido es una molécula compuesta por un glicoesfingolípido ( ceramida y oligosacárido ) con uno o más ácidos siálicos (p. ej., ácido N -acetilneuramínico , NANA) unidos en la cadena de azúcar . NeuNAc, un derivado acetilado del carbohidrato ácido siálico, hace que los grupos de cabeza de los gangliósidos sean aniónicos a pH 7, lo que los distingue de los globlósidos .

El nombre gangliósido fue aplicado por primera vez por el científico alemán Ernst Klenk en 1942 a los lípidos recién aislados de las células ganglionares del cerebro. [1] Se conocen más de 60 gangliósidos, que se diferencian entre sí principalmente en la posición y el número de residuos de NANA . Es un componente de la membrana plasmática celular que modula los eventos de transducción de señales celulares y parece concentrarse en las balsas lipídicas [ cita requerida ] .

Recientemente, se ha descubierto que los gangliósidos son moléculas muy importantes en inmunología . Los gangliósidos naturales y semisintéticos se consideran posibles agentes terapéuticos para los trastornos neurodegenerativos. [2]

Ubicación

Los gangliósidos están presentes y concentrados en las superficies celulares, con las dos cadenas de hidrocarburos de la porción ceramida incrustadas en la membrana plasmática y los oligosacáridos ubicados en la superficie extracelular, donde presentan puntos de reconocimiento para moléculas extracelulares o superficies de células vecinas. Se encuentran predominantemente en el sistema nervioso donde constituyen el 6% de todos los lípidos. [3]

Función

Los grupos de oligosacáridos de los gangliósidos se extienden mucho más allá de las superficies de las membranas celulares y actúan como marcadores de superficie distintivos que pueden servir como determinantes específicos en el reconocimiento celular y la comunicación entre células. Estos grupos de cabezas de carbohidratos también actúan como receptores específicos para ciertas hormonas glucoproteicas hipofisarias y ciertas toxinas proteínicas bacterianas como la toxina del cólera .

Las funciones de los gangliósidos como determinantes específicos sugieren su importante papel en el crecimiento y la diferenciación de los tejidos, así como en la carcinogénesis . Se ha descubierto que la formación de tumores puede inducir la síntesis de un nuevo complemento de gangliósidos, y concentraciones muy bajas de un gangliósido específico pueden inducir la diferenciación de células tumorales neuronales cultivadas . [4]

Gangliósidos comunes

Estructuras de GM1, GM2, GM3

Estructuras de los gangliósidos comunes

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-Acetil-D-galactosa-beta-1,4-[N-Acetilneuraminidato-alfa-2,3-]-Galactosa-beta-1,4-glucosa-alfa-ceramida
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)b DGalp(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
G D2 = 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
GD1alfa = 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)Cer
GGal = aNeu5Ac(2-3)bDGalp(1-1)Cer [ cita requerida ]

dónde

Patología

Los gangliósidos se sintetizan y degradan continuamente en las células. Se degradan a ceramidas mediante la eliminación secuencial de unidades de azúcar en el grupo de oligosacáridos, catalizada por un conjunto de enzimas lisosomales altamente específicas . Las mutaciones en los genes que codifican estas enzimas conducen a la acumulación de gangliósidos parcialmente degradados en los lisosomas, lo que da lugar a un grupo de enfermedades llamadas gangliosidosis . Por ejemplo, la enfermedad de Tay-Sachs, que es mortal , surge como un defecto genético que hace que no se produzca hexosaminidasa A funcional , lo que hace que GM2 se acumule en los lisosomas. En última instancia, las células ganglionares del sistema nervioso se hinchan enormemente, lo que altera las funciones normales de las neuronas. [3]

Un resumen que muestra las causas de la esfingolipidosis , incluida la gangliosidosis .

Los gangliósidos también intervienen en varias enfermedades:

Referencias

  1. ^ "Gangliósidos, estructura, aparición, biología y análisis". Lipid Library . The American Oil Chemists' Society. Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2009.
  2. ^ Mocchetti I (2005). "Gangliósidos exógenos, plasticidad y reparación neuronal y las neurotrofinas". Cell Mol Life Sci . 62 (19–20): 2283–94. doi :10.1007/s00018-005-5188-y. PMC 11139125 . PMID  16158191. S2CID  28652906. 
  3. ^ por Lubert Stryer (1975). "Biosíntesis de precursores macromoleculares". Bioquímica . WH Freeman & Co. pág. 486. ISBN 0-7167-0174-X.
  4. ^ David L. Nelson; Michael M. Cox (2005). "Lípidos". Principios de bioquímica de Lehninger, 4.ª edición . WH Freeman & Co., pág. 357. ISBN 9780716743392.
  5. ^ Nachamkin I; Shadomy, SV; Moran, AP; Cox, N; Fitzgerald, C; Ung, H; Corcoran, AT; Iskander, JK; et al. (2008). "Inducción de anticuerpos antigangliósidos por la vacuna contra la gripe porcina (A/NJ/1976/H1N1) y otras vacunas contra la gripe: información sobre el síndrome de Guillain-Barré asociado a la vacuna". J. Infect. Dis . 198 (2): 226–33. doi : 10.1086/589624 . hdl : 10379/13073 . PMID:  18522505.
  6. ^ Ribeiro-Resende, VT; Ribeiro-Guimarães, ML; Lemes, RM; Nascimento, IC; Alves, L; Méndez-Otero, R; Pessolani, MC; Lara, FA (29 de octubre de 2010). "Participación del gangliósido 9-O-acetil GD3 en la infección de células de Schwann por Mycobacterium leprae". Journal of Biological Chemistry . 285 (44). Sociedad Estadounidense de Bioquímica y Biología Molecular : 34086–34096. doi : 10.1074/jbc.M110.147272 . PMC 2962507 . PMID  20739294 . Consultado el 15 de abril de 2016 . 
  7. ^ Nordström V.; Willershäuser M.; Herzer S.; Rozman J.; von Bohlen y Halbach O.; Meldner S.; et al. (12 de marzo de 2013). "La expresión neuronal de la glucosilceramida sintasa en el sistema nervioso central regula el peso corporal y la homeostasis energética". Más biología . 11 (3): e1001506. doi : 10.1371/journal.pbio.1001506 . PMC 3595213 . PMID  23554574. 
  8. ^ Herzer, Silke; Meldner, Sascha; Gröne, Hermann-Josef; Nordström, Viola (1 de octubre de 2015). "La lipólisis inducida por ayuno y la señalización hipotalámica de insulina están reguladas por la glucosilceramida sintasa neuronal" (PDF) . Diabetes . 64 (10): 3363–3376. doi : 10.2337/db14-1726 . ISSN  0012-1797. PMID  26038579.

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