Un gangliósido es una molécula compuesta por un glucoesfingolípido ( 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, hace que los grupos principales de gangliósidos sean 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 en 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 tratamientos para los trastornos neurodegenerativos. [2]
Localización
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 fosfolípidos. [3]
Función
Los grupos de oligosacáridos en 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 de célula a célula. 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 encontrado 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 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
GD1alpha = 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) [a Neu5Ac (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 requerida ]
dónde
- aNeu5Ac = ácido N-acetil-alfa-neuramínico
- aNeu5Ac9Ac = ácido N-acetil-9-O-acetilneuramínico
- bDGalp = beta-D-galactopiranosa
- bDGalpNAc = N-acetil-beta-D-galactopiranosa
- bDGlcp = beta-D-glucopiranosa
- Cer = ceramida (esfingoide general N-acilado)
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 oligosacáridos, catalizada por un conjunto de enzimas lisosomales altamente específicas . Las mutaciones en los genes que codifican estas enzimas conducen a la acumulación de gangliósidos parcialmente degradados en los lisosomas, lo que da como resultado un grupo de enfermedades llamadas gangliosidosis . Por ejemplo, la enfermedad mortal de Tay-Sachs surge como un defecto genético que conduce a que no se produzca hexosaminidasa A funcional , lo que hace que GM2 se acumule en los lisosomas. En última instancia, las células ganglionares del sistema nervioso se hinchan enormemente, lo que altera las funciones normales de las neuronas. [3]
Los gangliósidos también están involucrados en varias enfermedades:
- Influenza , en la que la hemaglutinina del virus de la influenza explota ciertos gangliósidos para ingresar e infectar las células que los expresan.
- Síndrome de Guillain-Barré , que se ha relacionado con la producción de anti-gangliósido anticuerpos . [5]
- Cólera
- Tétanos
- Botulismo
- Lepra [6]
- La obesidad , donde la expresión inadecuada de gangliósidos en las neuronas hipotalámicas mediobasales desregula la leptina neuronal [7] y la señalización de la insulina. [8]
Referencias
- ^ "Gangliósidos, estructura, ocurrencia, biología y análisis" . Biblioteca de lípidos . Sociedad Estadounidense de Químicos del Aceite. Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2009.
- ^ Mocchetti I (2005). "Gangliósidos exógenos, plasticidad y reparación neuronal y las neurotrofinas". Cell Mol Life Sci . 62 (19–20): 2283–94. doi : 10.1007 / s00018-005-5188-y . PMID 16158191 .
- ^ a b Lubert Stryer (1975). "Biosíntesis de precursores macromoleculares". Bioquímica . WH Freeman & Co. pág. 486 . ISBN 0-7167-0174-X.
- ^ David L. Nelson; Michael M. Cox (2005). "Lípidos". Principios de bioquímica de Lehninger, 4ª edición . WH Freeman & Co. pág. 357 . ISBN 9780716743392.
- ^ Nachamkin I; Shadomy, SV; Moran, AP; Cox, N; Fitzgerald, C; Ung, H; Corcoran, AT; Iskander, JK; et al. (2008). "Inducción de anticuerpos anti-gangliósidos por cerdo (A / NJ / 1976 / H1N1) y otras vacunas contra la influenza: conocimientos sobre el síndrome de Guillain-Barré asociado a la vacuna" . J. Infect. Dis . 198 (2): 226–33. doi : 10.1086 / 589624 . PMID 18522505 .
- ^ 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 por Mycobacterium leprae de las células de Schwann" . Revista de Química Biológica . Sociedad Americana de Bioquímica y Biología Molecular . 285 (44): 34086–34096. doi : 10.1074 / jbc.M110.147272 . PMC 2962507 . PMID 20739294 . Consultado el 15 de abril de 2016 .
- ^ Nordström V .; Willershäuser M .; Herzer S .; Rozman J .; von Bohlen und Halbach O .; Meldner S .; et al. (12 de marzo de 2013). "Expresión neuronal de glucosilceramida sintasa en el sistema nervioso central regula la homeostasis de energía y peso corporal" . PLoS Biology . 11 (3): e1001506. doi : 10.1371 / journal.pbio.1001506 . PMC 3595213 . PMID 23554574 .
- ^ Herzer, Silke; Meldner, Sascha; Gröne, Hermann-Josef; Nordström, Viola (1 de octubre de 2015). "La lipólisis inducida por el ayuno y la señalización de la 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
- Gangliósidos en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- Descripción general de los gangliósidos en lipidlibrary.co.uk
- Descripción general de los gangliósidos en cyberlipid.org