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Gangliósido

Estructura del gangliósido GM1

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

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 por 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 balsas de lípidos [ cita requerida ] .

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

Ubicación

Los gangliósidos están presentes y concentrados en las superficies celulares, con las dos cadenas de hidrocarburos del resto 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 principales de carbohidratos también actúan como receptores específicos para ciertas hormonas glicoproteicas pituitarias y ciertas toxinas proteicas bacterianas como la toxina del cólera .

Las funciones de los gangliósidos como determinantes específicos sugieren su importante papel en el crecimiento y diferenciación de tejidos, así como en la carcinogénesis . Se ha descubierto que la formación de tumores puede inducir la síntesis de un nuevo complemento de gangliósido, 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)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
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 necesaria ]

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 los oligosacáridos, catalizada por un conjunto de enzimas lisosomales altamente específicas. Las mutaciones en los genes que codifican estas enzimas provocan la acumulación de gangliósidos parcialmente descompuestos en los lisosomas, lo que da lugar a un grupo de enfermedades llamadas gangliosidosis . Por ejemplo, la mortal enfermedad de Tay-Sachs surge como un defecto genético que provoca que no se produzca hexosaminidasa A funcional , lo que provoca que GM2 se acumule en los lisosomas. Al final, las células ganglionares del sistema nervioso se hinchan enormemente, alterando las funciones normales de las neuronas. [3]

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

Los gangliósidos también están implicados en varias enfermedades:

Referencias

  1. ^ "Gangliósidos, estructura, aparición, biología y análisis". Biblioteca de lípidos . La Sociedad Estadounidense de Químicos del Petróleo. Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2009.
  2. ^ Mocchetti I (2005). "Gangliósidos exógenos, plasticidad y reparación neuronal y neurotrofinas". Ciencia de la vida celular Mol . 62 (19–20): 2283–94. doi :10.1007/s00018-005-5188-y. PMC 11139125 . PMID  16158191. S2CID  28652906. 
  3. ^ ab 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, cuarta edición . WH Freeman & Co. pág. 357.ISBN​ 9780716743392.
  5. ^ Nachamkin I; Shadomy, SV; Morán, AP; Cox, N; Fitzgerald, C; Ung, H; Corcoran, AT; Iskander, JK; et al. (2008). "Inducción de anticuerpos antigangliósidos por cerdos (A/NJ/1976/H1N1) y otras vacunas contra la influenza: conocimientos sobre el síndrome de Guillain-Barré asociado a la vacuna". J. Infectar. 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". Revista de Química Biológica . 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 el ayuno y la señalización de insulina hipotalámica están reguladas por la glucosilceramida sintasa neuronal" (PDF) . Diabetes . 64 (10): 3363–3376. doi : 10.2337/db14-1726 . ISSN  0012-1797. PMID  26038579.

enlaces externos