Los glicolípidos son lípidos con un carbohidrato unido mediante un enlace glicosídico (covalente) . [1] Su función es mantener la estabilidad de la membrana celular y facilitar el reconocimiento celular , que es crucial para la respuesta inmune y en las conexiones que permiten que las células se conecten entre sí para formar tejidos . [2] Los glicolípidos se encuentran en la superficie de todas las membranas de las células eucariotas , donde se extienden desde la bicapa de fosfolípidos hasta el entorno extracelular. [2]
Estructura
La característica esencial de un glicolípido es la presencia de un monosacárido u oligosacárido unido a una fracción lipídica . Los lípidos más comunes en las membranas celulares son los glicerolípidos y los esfingolípidos , que tienen cadenas principales de glicerol o esfingosina , respectivamente. Los ácidos grasos están conectados a esta columna vertebral, de modo que el lípido en su conjunto tiene una cabeza polar y una cola apolar. La bicapa lipídica de la membrana celular consta de dos capas de lípidos, con las superficies interna y externa de la membrana formadas por los grupos de cabezas polares y la parte interna de la membrana formada por las colas de ácidos grasos no polares.
Los sacáridos que están unidos a los grupos de cabeza polares en el exterior de la célula son los componentes ligandos de los glicolípidos y también son polares, lo que les permite ser solubles en el entorno acuoso que rodea la célula. [3] El lípido y el sacárido forman un glicoconjugado a través de un enlace glicosídico , que es un enlace covalente . El carbono anomérico del azúcar se une a un grupo hidroxilo libre en el esqueleto lipídico. La estructura de estos sacáridos varía dependiendo de la estructura de las moléculas a las que se unen.
Metabolismo
Glicosiltransferasas
Las enzimas llamadas glicosiltransferasas unen el sacárido a la molécula de lípido y también desempeñan un papel en el ensamblaje del oligosacárido correcto para que se pueda activar el receptor correcto en la célula que responde a la presencia del glicolípido en la superficie de la célula. El glicolípido se ensambla en el aparato de Golgi y se incrusta en la superficie de una vesícula que luego se transporta a la membrana celular. La vesícula se fusiona con la membrana celular para que el glicolípido pueda presentarse en la superficie exterior de la célula. [4]
Hidrolasas de glucósido
Las glucósido hidrolasas catalizan la rotura de enlaces glicosídicos. Se utilizan para modificar la estructura del oligosacárido del glicano después de que se haya añadido al lípido. También pueden eliminar los glicanos de los glicolípidos para convertirlos nuevamente en lípidos no modificados. [5]
Defectos en el metabolismo
Las esfingolipidosis son un grupo de enfermedades que se asocian a la acumulación de esfingolípidos que no han sido degradados correctamente, normalmente debido a un defecto en una enzima glucósido hidrolasa. Las esfingolipidosis suelen ser hereditarias y sus efectos dependen de la enzima afectada y del grado de deterioro. Un ejemplo notable es la enfermedad de Niemann-Pick , que puede causar dolor y daño a las redes neuronales. [6]
Función
Interacciones célula-célula
La función principal de los glicolípidos en el cuerpo es servir como sitios de reconocimiento para las interacciones entre células. El sacárido del glicolípido se unirá a un carbohidrato complementario específico o a una lectina (proteína fijadora de carbohidratos) de una célula vecina. La interacción de estos marcadores de la superficie celular es la base del reconocimiento celular e inicia respuestas celulares que contribuyen a actividades como la regulación, el crecimiento y la apoptosis . [7]
Respuestas inmunes
Un ejemplo de cómo funcionan los glicolípidos dentro del cuerpo es la interacción entre los leucocitos y las células endoteliales durante la inflamación. Las selectinas , una clase de lectinas que se encuentran en la superficie de los leucocitos y las células endoteliales, se unen a los carbohidratos unidos a los glicolípidos para iniciar la respuesta inmune. Esta unión hace que los leucocitos abandonen la circulación y se congreguen cerca del sitio de inflamación. Este es el mecanismo de unión inicial, al que le sigue la expresión de integrinas que forman enlaces más fuertes y permiten que los leucocitos migren hacia el sitio de la inflamación. [8] Los glicolípidos también son responsables de otras respuestas, en particular el reconocimiento de las células huésped por los virus. [9]
Tipos de sangre
Los tipos de sangre son un ejemplo de cómo los glicolípidos de las membranas celulares median las interacciones celulares con el entorno circundante. Los cuatro tipos principales de sangre humana (A, B, AB, O) están determinados por el oligosacárido unido a un glicolípido específico en la superficie de los glóbulos rojos , que actúa como antígeno . El antígeno no modificado, llamado antígeno H, es característico del tipo O y está presente en los glóbulos rojos de todos los tipos de sangre. El tipo de sangre A tiene una N-acetilgalactosamina agregada como estructura determinante principal, el tipo B tiene una galactosa y el tipo AB tiene estos tres antígenos. Los antígenos que no están presentes en la sangre de un individuo provocarán la producción de anticuerpos que se unirán a los glicolípidos extraños. Por esta razón, las personas con tipo de sangre AB pueden recibir transfusiones de todos los tipos de sangre (el aceptor universal), y las personas con tipo de sangre O pueden actuar como donantes de todos los tipos de sangre (el donante universal). [10]
Estructura química de los glicolípidos.
Tipos de glicolípidos
Glucoglicerolípidos: subgrupo de glicolípidos caracterizados por un glicerol acetilado o no acetilado con al menos un ácido graso como complejo lipídico. Los gliceroglicolípidos suelen estar asociados con las membranas fotosintéticas y sus funciones. Las subcategorías de gliceroglicolípidos dependen del carbohidrato adjunto. [11]
Galactolípidos : definidos por un azúcar galactosa unido a una molécula lipídica de glicerol. Se encuentran en las membranas de los cloroplastos y están asociados con propiedades fotosintéticas. [11]
Cerebrósidos : grupo de glicoesfingolípidos implicados en las membranas de las células nerviosas. [14]
Galactocerebrósidos : un tipo de cerebroseida con galactosa como resto sacárido.
Glucocerebrósidos : un tipo de cerebrósido con glucosa como resto sacárido; A menudo se encuentra en tejido no neural.
Sulfatidas : una clase de glicolípidos que contienen un grupo sulfato en el carbohidrato con una estructura lipídica de ceramida . Están involucrados en numerosas funciones biológicas que van desde la respuesta inmune hasta la señalización del sistema nervioso.
Gangliósidos : los glicolípidos animales más complejos. Contienen oligosacáridos cargados negativamente con uno o más residuos de ácido siálico ; Se han identificado más de 200 [15] gangliósidos diferentes. Son más abundantes en las células nerviosas.
Globosidos : glicoesfingolípidos con más de un azúcar como parte del complejo de carbohidratos. Tienen una variedad de funciones; la imposibilidad de degradar estas moléculas conduce a la enfermedad de Fabry .
Glicofosfosfingolípidos: glicofosfolípidos complejos procedentes de hongos, levaduras y plantas, donde originalmente se denominaban "fitoglicolípidos". Pueden ser un conjunto de compuestos tan complicado como los gangliósidos cargados negativamente en los animales.
Glicofosfatidilinositoles : un subgrupo de glicolípidos definidos por una fracción lipídica de fosfatidilinositol unida a un complejo de carbohidratos. Pueden unirse al extremo C de una proteína y tener varias funciones asociadas con las diferentes proteínas a las que pueden unirse. [dieciséis]
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