Ganglósidos

Cosa sono i gangliósidos?

IL Ganglósidos Sono sfingolipidi di membrana appartenenti alla classe di glicosfingolipidi acidi. Sono i glucolipidi più abbondanti e sono coinvolti nella regolazione di molte proprietà di membrana, nonché proteine ​​associate a questi. Sono particolarmente abbondanti nei tessuti nervosi.

Sono caratterizzati dalla presenza di rifiuti di zucchero con gruppi carbossilici (acidi sialici) e insieme a solfatidi, che contengono un gruppo di solfato O--collegato in un residuo di glucosio o galattosio. Rappresentano una delle due famiglie di glicosfingolipidi acidi negli eucarioti.

Il termine gangli fu coniato nel 1939 dal biochimico tedesco Ernst Klenk, quando si riferiva a una miscela di composti estratti dal cervello di un paziente con malattia di Niemann-Pick. Tuttavia, la prima struttura di un ganglio fu chiarita nel 1963.

Condividono con gli sfingolipidi lo scheletro idrofobico della ceramide trans Tra i carboni delle posizioni 4 e 5.

Struttura dei gangli

I gangli sono caratterizzati dal gruppo polare della testa di oligosaccaridi nella cui composizione ci sono molecole di acido sinale unite da legami β-glucosidici allo scheletro idrofobico della ceramide.

Sono molecole estremamente diverse in vista delle molteplici possibili combinazioni tra le catene degli oligosaccaridi, i diversi tipi di acido sialico e le code apolari legate allo scheletro della ceramide, sia della sfinxina che degli acidi grassi uniti.

Nel tessuto nervoso, le catene più comuni di acidi grassi tra i gangli sono rappresentate dal palmitico e dall'acido stearico.

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Caratteristiche del gruppo polare

La regione della testa polare di questi sfingolipidi fornisce loro un forte carattere idrofilo. Questo gruppo polare è molto voluminoso rispetto ai fosfolipidi come la fosfatidilcolina, ad esempio.

La ragione di questa voluminità ha a che fare con le dimensioni delle catene degli oligosaccaridi, nonché con la quantità di molecole d'acqua associate a questi carboidrati.

Gli acidi sialici derivano dall'acido 5-ammino-3,5-dideoxi-d-Glyce-D-Galat-acido non 2 -ulopiranosoico o neuramina. Esistono tre tipi di acidi sialici noti nei ganliani: 5-N-Acetil, 5-N-Acetil-9-O-Acetil e 5-N-glicolil-divativo, che è il più comune negli esseri umani sani.

In generale, i mammiferi (compresi i primati) sono in grado di sintetizzare l'acido 5-N-glicolil-neuramina, ma gli umani devono ottenerlo da fonti alimentari.

La classificazione di questi lipidi può essere basata sia sul numero di rifiuti di acido sinalico (1-5), sia nella loro posizione nella molecola di glicosfingolipide.

La sequenza di oligosaccaridi più comune è Galβ1-3GalNACβ1-4Galβ1-4GLCβ tetrasaccaride, ma è possibile trovare un numero inferiore di rifiuti.

Funzioni di ganliasidos

Le esatte implicazioni biologiche dei gangli non sono state completamente chiarite, tuttavia, sembrano essere coinvolte nella differenziazione cellulare e nella morfogenesi, nell'unione di alcuni virus e batteri e nei processi di adesione cellulare specifica come i ligandi per le proteine ​​selezionate.

Nel sistema nervoso

I glucoesfingolipidi con acido sirarale sono di particolare rilevanza nel sistema nervoso, specialmente nelle cellule cerebrali grigie del cervello. Ciò ha a che fare con Glycon, in generale, sono riconosciuti come informazioni efficienti e veicoli di magazzino per le celle.

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Si trovano preponderantamente nel monostrato esterno della membrana plasmatica, quindi hanno una partecipazione importante al glucocálix, insieme a glicoproteine ​​e proteoglicani.

Questa matrice glucocálix o extracellulare è essenziale per il movimento cellulare e l'attivazione delle rotte di segnalazione coinvolte nella crescita, nella proliferazione e nell'espressione genetica.

Nella segnalazione cellulare

Come ciò che accade con altri sfingolipidi, i prodotti per degradazione dei gangliosidi hanno anche importanti funzioni, specialmente nei processi di segnalazione e nel riciclaggio di elementi per la formazione di nuove molecole lipidiche.

All'interno del doppio strato, i gangliari si verificano in gran parte nelle zattere lipidiche sferiche, dove sono stabiliti "domini di segnalazione del glyc" che mediano anche le interazioni intercellulari e la segnalazione transmembrana mediante stabilizzazione e associazione con proteine ​​complete. Questi balsas lipidici svolgono importanti funzioni nel sistema immunitario.

Nella struttura

Promuovono la conformazione e la corretta piegatura di importanti proteine ​​della membrana, come nel caso dei gangli GM1 nel mantenimento della struttura elicoidale della proteina α-sinucleina, la cui forma aberrante è associata alla malattia di Parkinson. Si sono anche associati alle patologie della malattia di Huntington, Tay-Sachs e Alzheimer.

Sintesi di gangli

La biosintesi dei glicosfingolipidi dipende in gran parte dal trasporto intracellulare attraverso il flusso di vescicole dal reticolo endoplasmatico (ER), attraverso l'apparato del Golgi e termina nella membrana plasmatica.

Il processo biosintetico inizia con la formazione dello scheletro della ceramide nella faccia citoplasmatica del pronto soccorso. La formazione di glicosfingolipidi si verifica più avanti nell'apparato Golgi.

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Gli enzimi della glicosidasi responsabili di questo processo (glucosiltransferasi e galattosiltransferasi) si trovano sulla faccia citosolica del complesso Golgi.

L'aggiunta di rifiuti di acido sialico alla catena di oligosaccaride in crescita è catalizzata da alcuni glicosiltransferasi legati alla membrana, ma che sono limitati al lato luminale della membrana del Golgi.

Diverse linee di evidenza suggeriscono che la sintesi dei gangli più semplici si verifica nella prima regione del sistema delle membrane del Golgi, mentre quelle più complesse si verificano nelle regioni più "tardive".

Regolamento

La sintesi è regolata in primo luogo dall'espressione di glicosiltransferasi, ma eventi epigenetici come la fosforilazione degli enzimi coinvolti e altri possono anche essere coinvolti.

Applicazioni

Alcuni ricercatori hanno focalizzato la loro attenzione sull'utilità di un particolare ganglgo, il GM1. Tossina sintetizzata da V. Colera Nei pazienti colericali, ha una subunità responsabile del riconoscimento specifico di questi gangli, che è presentato sulla superficie delle cellule mucose dell'intestino.

Pertanto, il GM1 è stato utilizzato per il riconoscimento di marcatori di questa patologia quando incluso nella sintesi dei liposomi utilizzati per la diagnosi di colera.

Altre applicazioni includono la sintesi di gangli specifici e la loro unione a supporti stabili a fini diagnostici o per la purificazione e l'isolamento dei composti per i quali hanno affinità. È stato anche determinato che possono servire da marcatori per alcuni tipi di cancro.

Riferimenti

1. Gangliosidi. In s. Sonnino e A. Prinetti (a cura di.), Metodi in biologia molecolare 1804. Stampa umana.
2. Van Echten, G., & Sandhoff, K. (1993). Gangli del metabolismo. Il Journal of Biological Chemistry, 268(8), 5341-5344.