강글리오사이드는 산성 글리 고스의 클래스에 속하는 막 스핑 고지한다. 그들은 가장 풍부한 당지질 중 하나이며 많은 막 특성 및 이와 관련된 단백질의 조절에 관여합니다. 그들은 특히 신경 조직에 풍부합니다.
이들은 카르복실기 (시알 산)와 함께 글루코스 또는 갈락토스 잔기에 연결된 O- 설페이트기를 포함하는 설파 타이드와 함께 당 잔기의 존재를 특징으로합니다. 그들은 진핵 생물에서 산성 글리 코스 핑 고지 질의 두 종류 중 하나를 나타냅니다.
강글리오사이드 구조의 예 (출처 : Caitlin Sedwick, Wikimedia Commons를 통해)
ganglioside라는 용어는 1939 년 독일 생화학 자 Ernst Klenk가 Niemann-Pick 질병 환자의 뇌에서 추출한 화합물의 혼합물을 언급했을 때 만들어졌습니다. 그러나 강글리오사이드의 첫 번째 구조는 1963 년에 밝혀졌습니다.
그들은 소수성 세라마이드 골격을 다른 스핑 고지 질과 공유합니다.이 스핑 고신 분자는 아미드 결합에 의해 탄소 원자가 16 ~ 20 개인 지방산에 연결되어 있으며 4 개 위치의 탄소 사이에 트랜스 이중 결합이 있습니다. 그리고 5.
구조
강글리오사이드는 β- 글루코 시드 결합에 의해 세라마이드의 소수성 골격에 연결된 시알 산 분자가 구성되어있는 극성 헤드 그룹에 올리고당 사슬을 제공하는 것이 특징입니다.
이들은 올리고당 사슬, 다양한 유형의 시알 산 및 세라마이드 골격에 부착 된 무극성 꼬리, 스핑 고신 및 아미드 결합에 의해 상기 골격에 연결된 지방산 사이의 여러 가능한 조합을 고려할 때 매우 다양한 분자입니다.
신경 조직에서 gangliosides 중 가장 흔한 지방산 사슬은 팔 미트 산과 스테아르 산으로 표시됩니다.
극성 그룹의 특성
이 sphingolipids의 극 머리 영역은 강한 친수성을 제공합니다. 이 극성기는 예를 들어 포스파티딜콜린과 같은 인지질에 비해 매우 부피가 큽니다.
이 벌크의 이유는 올리고당 사슬의 크기와 이러한 탄수화물과 관련된 물 분자의 양과 관련이 있습니다.
gangliosides의 일반적인 구조 (출처 : Ryan_1991, Wikimedia Commons를 통해)
시알 산은 5- 아미노 -3,5- 디데 옥시 -D- 글리세로 -D- 갈 락토-논 -2- 울로 피라 노산 또는 뉴 라민 산의 유도체입니다. gangliosides에 알려진 세 가지 유형의 시알 산이 있습니다 : 5-N -acetyl, 5-N -acetyl-9-O -acetyl 및 5-N -glycolyl-derivative는 건강한 사람에게 가장 흔합니다.
일반적으로 포유류 (영장류 포함)는 5-N- 글리콜 릴-뉴 라민 산을 합성 할 수 있지만 인간은 식품 공급원에서이를 얻어야합니다.
이러한 지질의 분류는 시알 산 잔기의 수 (1 ~ 5 개)와 글리 코스 핑 고지 질 분자에서의 위치를 기반으로 할 수 있습니다.
가장 일반적인 올리고당 서열은 Galβ1-3GalNAcβ1-4Galβ1-4Glcβ 사당 류이지만 더 적은 잔기도 찾을 수 있습니다.
풍모
gangliosides의 정확한 생물학적 의미는 완전히 밝혀지지 않았지만 세포 분화 및 형태 형성, 일부 바이러스 및 박테리아의 결합, 단백질에 대한 리간드로서의 유형 특이 적 세포 접착 과정에 관여하는 것으로 보입니다. selectins.
신경계에서
시알 산이 함유 된 글리코 핑 고지 질은 신경계, 특히 뇌의 회백질 세포에서 특별한 관련이 있습니다. 이것은 일반적으로 당 접합체가 세포를위한 효율적인 정보 및 저장 수단으로 인식된다는 사실과 관련이 있습니다.
그들은 주로 원형질막의 외부 단층에 위치하므로 당 단백질 및 프로테오글리칸과 함께 글리코 칼 릭스에 중요한 참여를합니다.
이 glycocalyx 또는 세포 외 기질은 성장, 증식 및 유전자 발현에 관련된 신호 경로의 세포 이동 및 활성화에 필수적입니다.
세포 신호
다른 스핑 고지 질과 마찬가지로 ganglioside 분해의 부산물은 특히 신호 과정과 새로운 지질 분자 형성을위한 요소의 재활용에서 중요한 기능을 가지고 있습니다.
이중층 내에서 강글리오사이드는 주로 스핑 고지 질이 풍부한 지질 뗏목에서 발생하며, 여기서 "글리코 신호 도메인"이 확립되어 안정화 및 통합 단백질과의 연관에 의해 세포 간 상호 작용 및 막 통과 신호를 매개합니다. 이 지질 뗏목은 면역 체계에서 중요한 기능을 수행합니다.
구조에서
그들은 비정상적인 형태가 파킨슨 병과 관련된 α- 시누 클레인 단백질의 나선 구조를 유지함에있어 GM1 강글리오사이드와 같은 중요한 막 단백질의 형태와 올바른 접힘을 촉진한다. 그들은 또한 Huntington, Tay-Sachs 및 Alzheimer의 질병의 병리와 관련이 있습니다.
합성
Glycosphingolipid 생합성은 소포체 (ER)에서 골지 장치를 통해 원형질막에서 끝나는 소포 흐름을 통한 세포 내 수송에 크게 의존합니다.
생합성 과정은 ER의 세포질 표면에 세라마이드 골격이 형성되는 것으로 시작됩니다. glycosphingolipids의 형성은 Golgi 장치에서 나중에 발생합니다.
이 과정을 담당하는 글리코시다 제 효소 (글루코 실 트랜스퍼 라제 및 갈 락토 실 트랜스퍼 라제)는 골지 복합체의 세포질 측면에서 발견됩니다.
성장하는 올리고당 사슬에 시알 산 잔기를 추가하는 것은 골지 막의 내강 측에 몇 개의 막 결합이지만 제한된 글리코 실 트랜스퍼 라제에 의해 촉매됩니다.
다양한 증거는 가장 단순한 gangliosides의 합성이 골지 막 시스템의 초기 영역에서 발생하는 반면 가장 복잡한 것은 더 "늦은"영역에서 발생한다는 것을 시사합니다.
규제
합성은 처음에는 글리코 실 트랜스퍼 라제의 발현에 의해 조절되지만, 관련된 효소의 인산화와 같은 후성 유전 적 사건과 다른 것 또한 관련 될 수 있습니다.
응용
일부 연구자들은 특정 강글리오사이드 GM1의 유용성에 관심을 집중했습니다. 콜레라 환자에서 V. 콜레라에 의해 합성 된 독소는 장의 점액 세포 표면에 나타나는이 강글리오사이드의 특정 인식을 담당하는 하위 단위를 가지고 있습니다.
따라서 GM1은 콜레라 진단에 사용되는 리포좀 합성에 포함되어있어이 병리의 마커 인식에 사용되었습니다.
다른 용도로는 특정 강글리오사이드의 합성과 진단 목적 또는 친 화성이있는 화합물의 정제 및 분리를위한 안정적인 지지체에 대한 결합이 있습니다. 또한 일부 유형의 암에 대한 마커 역할을 할 수 있음이 밝혀졌습니다.
참고 문헌
- Groux-Degroote, S., Guérardel, Y., Julien, S., & Deannoy, P. (2015). 유방암의 Gangliosides : 새로운 관점. 생화학 (모스크바), 80 (7), 808-819.
- Ho, JA, Wu, L., Huang, M., Lin, Y., Baeumner, AJ, Durst, RA, & York, N. (2007). 콜레라 독소의 결정을위한 흐름 주입 면역 분석 시스템에서 강글리오사이드에 민감한 리포좀의 적용. 항문. Chem., 79 (1), 10795-10799.
- Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). 스핑 고지 질 생화학. (D. Hanahan, Ed.), Handbook of Lipid Research 3 (1st ed.). 플레 넘 프레스.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Martin, K. (2003). Molecular Cell Biology (5th ed.). Freeman, WH & Company.
- O'Brien, J. (1981). Ganglioside 저장 질병 : 업데이트 된 검토. 기울임. J. Neurol. Sci., 3, 219–226.
- Sonnino, S. (2018). 강글리오사이드. In S. Sonnino & A. Prinetti (Eds.), Methods in Molecular Biology 1804. Humana Press.
- Tayot, J.-L. (1983). 244.312. 미국.
- van Echten, G., & Sandhoff, K. (1993). Ganglioside 대사. 생화학 저널, 268 (8), 5341-5344.