Glucolipidų klasifikacija, struktūra ir funkcijos

The glikolipidai jie yra membraniniai lipidai su angliavandeniais poliarinėse galvos grupėse. Jie yra labiausiai asimetrinis pasiskirstymas tarp membranų lipidų, nes jie yra išskirtinai išoriniame ląstelių membranų sluoksnyje, kurie yra ypač gausūs plazmos membranoje..

Kaip ir daugelyje membranų lipidų, glikolipidai turi hidrofobinį regioną, sudarytą iš apolinių angliavandenilių uodegų, ir polinę galvą ar regioną, kuris gali būti sudarytas iš įvairių molekulių, priklausomai nuo atitinkamo glikolipido..

Glikolipidai gali būti randami vienaląsčiuose organizmuose, tokiuose kaip bakterijos ir mielės, taip pat ir tokie sudėtingi organizmai kaip gyvūnai ir augalai..

Gyvūnų ląstelėse glikolipidai dažniausiai susideda iš sfingozino skeleto, o augaluose du dažniausiai yra digliceridai ir sulfonrūgšties dariniai. Bakterijose yra glikozilo gliceridų ir acilintų cukrų darinių.

Augaluose glikolipidai yra koncentruojami chloroplastinėse membranose, o gyvūnuose jie gausu plazmos membranoje. Kartu su glikoproteinais ir proteoglikanais glikolipidai yra svarbi glikokalipso dalis, kuri yra labai svarbi daugeliui ląstelių procesų..

Glikolipidai, ypač gyvulių ląstelių, linkę tarpusavyje susieti vandenilio jungtis tarp jų angliavandenių fragmentų ir van der Waals jėgų tarp jų riebalų rūgščių grandinių. Šie lipidai yra membraninėse struktūrose, žinomose kaip lipidiniai plaustai, turintys daug funkcijų.

Glikolipidų funkcijos yra kelios, bet eukariotuose jų vieta plazmos membranos išorinėje pusėje yra svarbi daugeliu požiūriu, ypač ryšių, sukibimo ir ląstelių diferenciacijos procesuose..

Indeksas

• 1 Klasifikacija
  • 1.1 Glikoglicerolipidas
  • 1.2 Glikosfingolipidai
  • 1.3 Gliukofosfatidilinozitoliai
• 2 Struktūra
  • 2.1 Glikoglicerolipidai
  • 2.2 Glikosfingolipidai
  • 2.3 Gliukofosfatidilinozitoliai
  • 2.4 Augalų glikolipidai
  • 2.5 Bakteriniai glikolipidai
• 3 Funkcijos
• 4 Nuorodos

Klasifikacija

Glikolipidai yra glikokonjugatai, kurie sudaro labai heterogenišką molekulių grupę, kurios bendras bruožas yra sacharidų liekanų, sujungtų su glikozidinėmis jungtimis, buvimas prie hidrofobinės dalies, kuri gali būti acilo glicerolis, ceramidas arba prenilfosfatas..

Jo klasifikacija pagrįsta molekuliniu karkasu, kuris yra tiltas tarp hidrofobinių ir polinių regionų. Taigi, priklausomai nuo šios grupės tapatybės, turime:

Glikoglicerolipidas

Šie glikolipidai, kaip glicerolipidai, turi skeleto diacilglicerolį arba monoalkil-monoacilglicerolį, prie kurio cukraus liekanos yra susietos glikozidinėmis jungtimis.

Glikoglicerolipidai yra gana vienodi angliavandenių sudėties požiūriu, o jų struktūroje galima rasti galaktozės arba gliukozės likučių, iš kurių gaunama pagrindinė jų klasifikacija:

• Galakto glicerolipidai: jų angliavandenių dalyje yra galaktozės likučių. Hidrofobinis regionas susideda iš diacilglicerolio arba alkilacilglicerolio molekulės.
• Glicerino glikozidai: jų poliarinėje galvoje yra gliukozės likučių, o hidrofobinis regionas susideda tik iš alkilacilglicerolio..
• Sulfo glicerolipidai: jie gali būti galaktozės glicerolipidai arba glikolio glikozidai su angliavandeniliais, prijungtais prie sulfato grupių, kurie jiems suteikia „rūgštinio“ savybę ir atskiria juos nuo neutralių glikoglicerolidų (galakto ir glikolio lipidų)..

Glikosfingolipidai

Šie lipidai kaip molekulė yra „keramido“ dalis, kuri gali turėti skirtingų molekulių riebalų rūgščių.

Jie yra labai įvairūs lipidai, ne tik jų hidrofobinių grandinių sudėties požiūriu, bet ir atsižvelgiant į angliavandenių likučius jų polinėse galvose. Jie gausu daugelyje žinduolių audinių.

Jo klasifikacija grindžiama pakaitalo tipu arba sacharido dalies tapatumu, o ne regionu, sudarytu iš hidrofobinių grandinių. Pagal pakeitimo tipus šių sfingolipidų klasifikacija yra tokia:

Neutralūs glikosfingolipidai: tie, kurių sudėtyje yra sacharidų heksozo, N-acetilo heksosaminų ir metilo pentoso.

Sulfatidai: yra glikosfingolipidai, kuriuose yra sulfato esterių. Jie turi neigiamą krūvį ir yra ypač gausūs mielino apvalkaluose smegenų ląstelėse. Dažniausiai yra galaktozės liekanos.

Gangliozidai: taip pat žinomas kaip sialozilo glikolipidai, yra tie, kuriuose yra sialo rūgšties, todėl jie taip pat žinomi kaip rūgštūs glikosfingolipidai..

Fosfinozitidų glikolipidai: skeletas susideda iš fosfoinozitidų.

Glukofosfatidilinozitoliai

Jie yra lipidai, kurie paprastai pripažįstami kaip stabilūs baltymų lipidai dvigubame sluoksnyje. Jie pridedami po transliacijos daugelio baltymų, kurie paprastai randami priešais citoplazminės membranos išorinį paviršių, C-gale..

Jie susideda iš gliukano centro, fosfolipidinės uodegos ir fosforetanolamino grupės, kuri juos jungia.

Struktūra

Glikolipidai gali turėti sacharido fragmentus, prijungtus prie molekulės N- arba O-glikozidinėmis jungtimis, ir netgi ne glikozidinėmis jungtimis, tokiomis kaip esterio arba amido jungtys.

Sacharido dalis yra labai kintama ne tik struktūroje, bet ir kompozicijoje. Ši sacharido dalis gali būti sudaryta iš įvairių tipų mono-, di-, oligo- arba polisacharidų. Jie gali turėti amino cukrų ir net rūgštų, paprastų ar šakotų cukrų.

Toliau trumpai apibūdinama trijų pagrindinių glikolipidų klasių struktūra:

Glikoglicerolipidai

Kaip minėta anksčiau, gyvūnams glikoglicerolipidai gali turėti galaktozės arba gliukozės likučių, fosfatuotų arba ne. Šių lipidų riebalų rūgščių grandinės yra nuo 16 iki 20 anglies atomų.

Galakto glicerolipiduose cukraus ir lipidų skeletas jungiasi per β-gliukozidinius ryšius tarp galaktozės C-1 ir glicerolio C-3. Kiti du glicerino angliavandeniai yra esterinti riebalų rūgštimis arba C1 yra pakeistas alkilo grupe ir C2 acilo grupe.

Paprastai pastebima viena galaktozės liekana, nors buvo pranešta apie digalaktoglicerolidų buvimą. Kai jis yra slufogalaktoglicerolípido, paprastai sulfato grupė yra galaktozės liekanos C-3..

Glikoproteino glikoproteinų struktūra yra šiek tiek kitokia, ypač atsižvelgiant į gliukozės likučių skaičių, kuris gali būti iki 8 liekanų, susietų su a (1-6) tipo ryšiais. Gliukozės molekulė, kuri tarnauja kaip tiltas į lipidų skeletą, yra sujungta su a (1-3) ryšiu.

Sulfoglukoglicerolipiduose sulfato grupė jungiasi prie anglies, esančios 6 galinėje gliukozės liekanoje.

Glikosfingolipidai

Kaip ir kiti sfingolipidai, glikosfingolipidai yra gauti iš kondensuoto L-serino su ilgos grandinės riebalų rūgštimi, kuri sudaro sfingoidinę bazę, vadinamą sfingozinu. Kai sfingozino anglis jungiasi su kita riebalų rūgštimi, gaminamas keramidas, kuris yra bendras visų sfingolipidų pagrindas..

Priklausomai nuo sfingolipido tipo, jie susideda iš D-gliukozės, D-galaktozės, N-acetil-D-galaktozamino ir N-acetilglukozamino, taip pat sialo rūgšties liekanų. Gangliozidai galbūt yra įvairiausi ir sudėtingiausi oligosacharido grandinių šakų atžvilgiu.

Glukofosfatidilinozitoliai

Šiuose glikolipiduose gliukano centro (gliukozamino ir manozės) likučiai gali būti modifikuojami įvairiais būdais, pridedant fosfoetanolamino grupių ir kitų cukrų. Ši veislė suteikia didelį struktūrinį sudėtingumą, kuris yra svarbus jo įterpimui į membraną.

Augalų glikolipidai

Daugelio dumblių ir aukštesnių augalų chloroplastai yra praturtinti galakto-glicerolipidais, turinčiais neutralių savybių, panašių į cerebrosidų savybes. Mono- ir digalaktolipidai yra β susieti su diglicerido dalimi, o sulfolipidai yra tik a-gliukozės dariniai.

Bakteriniai glikolipidai

Bakterijose glikozilo gliceridai yra struktūriškai analogiški gyvūnų fosfogliceridams, bet turi angliavandenių likučius, prisijungusius prie glikozilinimo 3-oje-sn-1,2-digliceridų padėtyje. Acilintų cukrų dariniai neturi glicerolio, bet riebalų rūgščių, tiesiogiai susijusių su cukrumi.

Dažniausios sacharidų liekanos tarp bakterinių glikolipidų yra galaktozė, gliukozė ir manozė.

Funkcijos

Gyvūnams glikolipidai turi svarbią funkciją, susijusią su ląstelių komunikacija, diferenciacija ir proliferacija, onkogeneze, elektriniu atsilikimu (polinių glikolipidų atveju), ląstelių sukibimu, be kita ko..

Jo buvimas daugelyje gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų ląstelių membranų sudaro svarbią funkciją, kuri ypač susijusi su daugiafunkcinių lipidų plaustų savybėmis..

Glikosfingolipidų angliavandenių dalis yra jo ląstelių antigeniškumo ir imunogeniškumo determinantas. Jis gali būti įtrauktas į tarpląstelinius atpažinimo procesus, taip pat į ląstelių „socialinę“ veiklą.

Galakto glicerolipidai augaluose, atsižvelgiant į jų santykinį gausumą augalų membranose, turi svarbią funkciją nustatant membranos charakteristikas kaip daugelio membraninių baltymų stabilumą ir funkcinį aktyvumą..

Glikolipidų funkcija bakterijose taip pat yra įvairi. Kai kurie glikoglicerolipidai yra būtini dvigubo sluoksnio stabilumui pagerinti. Jie taip pat naudojami kaip kitų membraninių komponentų pirmtakai ir taip pat palaiko anoksijos arba fosfato trūkumo augimą.

GPI inkarai arba glikozidilfosfatidilinozitoliai taip pat yra lipidų plaustuose, dalyvauja signalų transdukcijoje, daugelio parazitinių mikroorganizmų patogenezėje ir apinės membranos orientacijoje.

Tada galima teigti, kad bendrosios glikolipidų funkcijos tiek augaluose, tiek gyvūnuose ir bakterijose atitinka membranos stabilumo ir sklandumo nustatymą; dalyvavimas specifinėse lipidų ir baltymų sąveikose ir ląstelių atpažinimas.

Nuorodos

1. Abdel-mawgoud, A.M. & Stephanopoulos, G. (2017). Paprasti mikrobų glikolipidai: chemija, biologinis aktyvumas ir medžiagų apykaitos inžinerija. Sintetinė ir sistemų biotechnologija, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., ir Walter, P. (2015). Ląstelės molekulinė biologija (6-asis red.). Niujorkas: Garland Science.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Glikolipidų sintezė. Carbohydrate Research, 797-813.
4. Bensonas, A. (1964). Augalų membranos lipidai. Annu. Rev. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y. U. N. H. ir Slomiany, A. (1987). Gyvūnų glikoglicerolipidai. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., ir Dormann, P. (2007). Glikoglicerolidų struktūra ir funkcija augaluose ir bakterijose. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Sulfoglykolidų biosintezė ir biologinė funkcija. Proc. Jpn. Acad. Ser. B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipido biochemija. (D. Hanahan, red.), Lipidinių tyrimų vadovas 3 (pirmasis red.).
9. Koynova, R., ir Caffrey, M. (1994). Glikoglicerolipidų fazės ir fazės perėjimai. Lipidų chemija ir fizika, 69, 181-207.
10. Teisė, J. (1960). Glikolipidai. Metinės apžvalgos, 29, 131-150.
11. Paulick, M. G., ir Bertozzi, C. R. (2008). Glikozilfosfatidilinozitolio inkaras: kompleksinis membraninis inkaravimas. Biochemistry, 47, 6991-7000.