ガングリオシドの構造、機能、合成および応用



の ガングリオシド それらは酸性スフィンゴ糖脂質のクラスに属する膜スフィンゴ脂質である。それらは最も豊富な糖脂質であり、そしてこれらに関連するタンパク質と同様に多くの膜特性の調節に関与している。それらは神経組織に特に豊富です.

それらは、硫酸基を含む、カルボキシル基（シアル酸）を有するスルファチドと一緒の糖残基の存在を特徴とする。 ○--グルコースまたはガラクトース残基に結合している。それらは真核生物における酸性スフィンゴ糖脂質の2つのファミリーのうちの1つを表す。.

ガングリオシドという用語は、1939年にドイツの生化学者Ernst Klenkによって、ニーマンピック病患者の脳から抽出された化合物の混合物を指して作られました。しかし、ガングリオシドの最初の構造は1963年に解明されました.

それらは他のスフィンゴ脂質とセラミドの疎水性骨格を共有し、それは16〜20個の炭素原子の脂肪酸へのアミド結合によって結合されたスフィンゴシンの分子で構成されている。 トランス 4位と5位の炭素間.

索引

  • 1つの構造
    • 1.1極性基の特徴
  • 2つの機能
    • 2.1神経系において
    • 2.2セル内シグナリング
    • 2.3構造の中で
  • 3まとめ
    • 3.1規制
  • 4アプリケーション
  • 5参考文献

構造

ガングリオシドは、その組成中に、セラミドの疎水性骨格にβ－グリコシド結合によって結合したシアル酸の分子があるオリゴ糖鎖のそれらの極性頭部基中の存在によって特徴付けられる。.

それらは、オリゴ糖鎖、異なる種類のシアル酸およびセラミドの骨格に結合した無極性尾部、これらの骨格にアミド結合によって結合した脂肪酸の両方の間の多数の可能な組み合わせを考慮して、非常に多様な分子である。.

神経組織では、ガングリオシドの中で最も一般的な脂肪酸鎖はパルミチン酸とステアリン酸に代表されます。.

極性基の特徴

これらのスフィンゴ脂質の極性頭部領域はそれらに強い親水性を与える。この極性基は、例えばホスファチジルコリンなどのリン脂質のそれと比較して非常にかさばっている。.

このボリューム感の理由は、オリゴ糖鎖のサイズ、およびこれらの炭水化物に関連する水分子の量と関係があります。.

シアル酸は5-アミノ-3,5-ジデオキシ-D酸の誘導体です-グリセロ-D-ガラクト-非2-ウロピラノソ酸、またはノイラミン酸。ガングリオシドには3種類のシアル酸が知られています。-N-アセチル、5-N-アセチル-9-○-アセチルと5-N-健康な人間に最も一般的なグリコシル誘導体.

一般に哺乳類（霊長類を含む）は酸を合成することができます-N-グリコリルノイラミン酸、しかし人間はそれを食料源から入手しなければならない.

これらの脂質の分類は、シアル酸残基の数（1〜5）、およびスフィンゴ糖脂質分子中のシアル酸残基の位置の両方に基づくことができる。.

最も一般的なオリゴ糖配列は、四糖Ｇａｌβ１－３ＧａｌＮＡｃβ１－４Ｇａｌβ１－４Ｇｌｃβであるが、より少ない残基も見いだされ得る。.

機能

ガングリオシドの正確な生物学的意義は完全には解明されていないが、それらは細胞分化および形態形成、いくつかのウイルスおよび細菌の結合、ならびにタンパク質に対するリガンドとしての型特異的細胞接着過程に関与しているようである。セレクチン.

神経系では

シアル酸を有するスフィンゴ糖脂質は、神経系、特に脳の灰白質細胞において特に関連性がある。これは、複合糖質が、一般に、細胞のための情報および貯蔵の効率的な媒体として認識されているという事実と関係がある。.

それらは主に原形質膜の外側の単層に位置しているので、それらは糖タンパク質およびプロテオグリカンと共に糖衣に重要な関与をしている。.

この糖衣または細胞外マトリックスは、細胞の移動と、成長、増殖および遺伝子発現に関与するシグナル伝達経路の活性化に不可欠です。.

細胞内シグナル伝達

他のスフィンゴ脂質で起こることのように、ガングリオシド分解の副産物はまた、特にシグナル伝達過程および新しい脂質分子の形成のための要素の再利用において重要な機能を有する。.

二重層内で、ガングリオシドはスフィンゴ脂質に富んだ脂質ラフトに大部分発生し、そこでは安定化および内在性タンパク質との会合による細胞間相互作用および膜貫通シグナル伝達も媒介する。これらの脂質ラフトは免疫系において重要な機能を果たします。.

構造では

それらは、異常型がパーキンソン病に関連するα-シヌクレインタンパク質のらせん構造の維持におけるガングリオシドGM1の場合のように、重要な膜タンパク質の立体配座および正しい折り畳みを促進する。それらはまた、ハンチントン病、Tay-SachsおよびAlzheimer病の病状とも関連している。.

合成

スフィンゴ糖脂質の生合成は、小胞体（ER）からゴルジ装置を通って原形質膜で終わる小胞の流れを通る細胞内輸送に大きく依存する。.

生合成過程は、ERの細胞質側にセラミド骨格が形成されることから始まります。スフィンゴ糖脂質の形成は後にゴルジ体で起こる.

この過程に関与するグリコシダーゼ酵素（グルコシルトランスフェラーゼおよびガラクトシルトランスフェラーゼ）はゴルジ複合体のサイトゾル側に見いだされる。.

成長しているオリゴ糖鎖へのシアル酸残基の付加は、膜に結合したいくつかのグリコシルトランスフェラーゼによって触媒されるが、それはゴルジ膜の管腔側に限定される。.

さまざまな証拠が、最も単純なガングリオシドの合成はゴルジ膜システムの初期の領域で起こり、より複雑なものはより「遅い」領域で起こることを示唆しています。.

規制

合成は、最初はグリコシルトランスフェラーゼの発現によって調節されているが、関与する酵素のリン酸化などのエピジェネティックな事象も関与している可能性がある。.

アプリケーション

何人かの研究者は特定のガングリオシド、GM1の有用性に彼らの注意を集中しました。によって合成された毒素 V.コレラ コレラ患者には、腸の粘膜細胞の表面に提示されているこのガングリオシドの特異的認識に関与するサブユニットがあります。.

したがって、ＧＭ１は、コレラの診断に使用されるリポソームの合成に含まれるべきこの病状のマーカーの認識に使用されてきた。.

他の用途には、特定のガングリオシドの合成および診断目的またはそれらが親和性を有する化合物の精製および単離のための安定な支持体へのそれらの結合が含まれる。それらがある種の癌のマーカーとして役立ち得ることもまた決定されている。.

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