グロボシドは、スフィンゴ糖脂質の異種ファミリーに属するスフィンゴ脂質の一種であり、その構造中にグリコシド結合-Bによってセラミド主鎖に結合している化合物、極性基グリカン複雑な構造を有することを特徴とします。
それらは、一般的な形であるGalα4Galβ4GlcβCerの中心構造の存在によって、スフィンゴ糖脂質の「グローブ」シリーズ内に分類され、それらの命名法は、一般に、極頭の糖残基の数とタイプに基づいています。
Globosideの一般的な構造（出典：BQmUB2010017、Wikimedia Commons経由）
他のスフィンゴ脂質とは異なり、グロボシドは、多くの哺乳類の非神経性全身器官の細胞膜の通常の構成要素です。たとえば、腎臓、腸、肺、副腎、赤血球。
すべての膜脂質と同様に、グロボシドは脂質二重層の形成と秩序化において重要な構造的機能を持っています。
ただし、それらの酸性またはリン酸化の対応物とは異なり、グロボシドの機能は、シグナル伝達分子の生成にはあまり関係していませんが、細胞膜における複合糖質の一部としての関与に関係しています。
構造
それらは、スフィンゴ糖脂質のグループの他のメンバーといくつかの構造的および機能的な類似点を共有しています：セレブロシド、ガングリオシド、およびスルファチド; 主骨格の組成とその代謝の副産物を含みます。
ただし、グロボシドは、炭水化物の極性基の電荷に関して、酸性グリコスフィンゴ脂質（ガングリオシドなど）とは異なります。これは、生理学的pHでは電気的に中性であり、細胞外マトリックスの一部としての機能に強い影響があると思われるためです。
これらの極性頭部基は通常2つ以上の糖分子を持ち、その中には一般にD-グルコース、D-ガラクトース、N-アセチル-D-ガラクトサミンが含まれますが、フコースとN-アセチルグルコサミンも含まれます。 。
他のスフィンゴ脂質と同様に、グロボシドは、スフィンゴシン骨格に結合した脂肪酸の複数の組み合わせ、または親水性部分のオリゴ糖鎖の考えられるバリエーションを考慮して、非常に多様な分子である可能性があります。
生合成
この経路は、小胞体（ER）でのセラミドの合成から始まります。スフィンゴシンバックボーンは、最初にL-セリンとパルミトイルCoAの縮合によって形成されます。
セラミドは、セラミドシンターゼ酵素の作用によって生成されます。これにより、別の脂肪酸CoA分子が2位の炭素のスフィンゴシンバックボーンと縮合します。
ERでも、生成されたセラミドは、ガラクトース残基を追加してガラクトセラミド（GalCer）を形成することで修飾できます。または、セラミド転送タンパク質（CERT）の作用により、代わりにゴルジ複合体に輸送できます。 ）または小胞輸送による。
ゴルジ複合体では、セラミドをグリコシル化して、グルコセラミド（GlcCer）を生成できます。
複雑さを追加
GlcCerは、初期ゴルジ体の細胞質面で生産されます。次に、複合体の内腔面に輸送され、その後、より複雑なスフィンゴ糖脂質を生成する特定のグリコシダーゼ酵素によってグリコシル化されます。
すべてのスフィンゴ糖脂質の共通の前駆体は、GalCerまたはGlcCerからのグリコシルトランスフェラーゼの作用によってゴルジ複合体で合成されます。
これらの酵素は、適切なヌクレオチド糖から特定の炭水化物を転送します：UDP-グルコース、UDP-ガラクトース、CMP-シアル酸など。
GlcCerがゴルジ小胞輸送システムを通過すると、ガラクトシル化されてラクトシルセラミド（LacCer）が生成されます。LacCerは、他のスフィンゴ糖脂質の前駆体が合成される分岐点です。つまり、中性の極性糖残基が後に追加される分子です。これらの反応は、特定のグロボシドシンターゼによって触媒されます。
ロケーション
これらの脂質は主に人間の組織にあります。多くのスフィンゴ糖脂質と同様に、グロボシドは多くの細胞の原形質膜の外表面に濃縮されています。
それらは、細胞表面の糖脂質の主要なタイプを表す、ヒト赤血球において特に重要です。
さらに、上記のように、それらは多くの非神経器官、主に腎臓の原形質膜の複合糖質のセットの一部です。
特徴
グロボシドの機能はこれまで完全には解明されていませんが、いくつかのガングリオシドによって引き起こされるこれらのイベントの阻害とは対照的に、いくつかの種は細胞増殖と運動性を高めることが知られています。
テトラグリコシル化されたグロボシド、Gb4（GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer）は、細胞接着プロセス中の赤血球の構造障害のサイトセンシティブ認識で機能します。
最近の研究では、癌の細胞株におけるERKタンパク質の活性化におけるGb4の関与が確認されています。これらのタンパク質は、Raf、MEK、およびERKの要素で構成される、分裂促進因子活性化タンパク質キナーゼ（MAPK）シグナル伝達カスケードに属します。
滋賀族のいくつかの細菌毒素の受容体としてのそれらの関与、特に未成熟B細胞で発現されるCD77としても知られるグロボシドGb3（Galα4Galβ4GlcβCer）が報告されている。また、HIV接着因子（gp120）の受容体としても、特定の種類の癌や他の疾患に影響を与えるようです。
関連する病理
人間には多くの種類のリピドーシスがあります。グロボシドとその代謝経路は、特にファブリー病とサンドホフ病の2つの疾患に関連しています。
ファブリー病
それは、臍帯に複数の紫色の斑点がある患者で最初に見られる、遺伝性の全身性リンク障害を指します。それは、腎臓、心臓、目、四肢、胃腸および神経系の一部などの臓器に影響を与えます。
これは、酵素セラミドトリヘキソシダーゼの代謝欠陥の産物であり、グロボシドとガングリオシドの異化作用の中間体であるトリヘキソシラミドの加水分解を引き起こし、組織にこれらの糖脂質の蓄積を引き起こします。
サンドホフ病
この病理は当初、ガングリオシドの代謝に関連するテイサックス病の変形として説明されましたが、これは内臓へのグロボシドの蓄積も示しています。それは、ニューロンと脊髄を徐々に破壊する常染色体劣性パターンを持つ遺伝性疾患です。
これは、HEXB遺伝子の変異による酵素β-N-アセチルヘキソサミニダーゼのA型とB型の欠如に関係しています。これらの酵素は、一部のスフィンゴ糖脂質の分解ステップの1つを担っています。
参考文献
- ビーベリッヒ、E（2004）。癌および幹細胞におけるスフィンゴ糖脂質代謝と細胞運命決定の統合：レビューと仮説。複合糖質ジャーナル、21、315-327。
- Brady、R.、Gal、A.、Bradley、R.、Martensson、E.、Warshaw、A.、&Laster、L.（1967）ファブリー病の酵素的欠陥。ニューイングランド医学ジャーナル、276（21）、1163〜1167。
- D'Angelo、G.、Capasso、S.、Sticco、L.、&Russo、D.（2013）。スフィンゴ糖脂質：合成と機能。FEBS Journal、280、6338〜6353。
- 江藤康夫・鈴木和夫（1971）。クラッベのグロボイド細胞白質ジストロフィーにおける脳スフィンゴ糖脂質。Journal of Neurochemistry、I（1966）。
- Jones、DH、Lingwood、CA、Barber、KR、およびGrant、CWM（1997）。膜受容体としてのグロボシド：疎水性ドメインとのオリゴ糖コミュニケーションの考察†。生化学、31（97）、8539-8547。
- Merrill、AH（2011）。スフィンゴリピドミクスの時代におけるスフィンゴ脂質およびスフィンゴ糖脂質の代謝経路。Chemical Reviews、111（10）、6387-6422。
- Park、S.、Kwak、C.、Shayman、JA、&Hoe、J.（2012）。グロボシドは、上皮成長因子受容体との相互作用によってERKの活性化を促進します。Biochimica et Biophysica Acta、1820（7）、1141–1148。
- 米国保健福祉省（2008）。遺伝学ホームリファレンスサンドホフ病。www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definitionから取得
- スペンス、M。、リプリー、B。、エンビル、J。&ティブルズ、J。（1974）。サンドホフ病の新しい変種。小児科。Res。、8、628-637。
- 立松雅子、今田健一郎、伊藤直樹、戸狩裕子、鈴木裕一郎、荻生敏夫（1981）。サンドホフ病。Acta Pathol。Jpn、31（3）、503–512。
- Traversier、M.、Gaslondes、T.、Milesi、S.、Michel、S.、&Delannay、E.（2018）。化粧品の極性脂質：抽出、分離、分析および主な用途における最近の傾向。Phytochem Rev、7、1〜32。
- 山川隆、横山晋、木曽直（1962）。ヒト赤血球の主要グロボシドの構造。 Journal of Biochemistry、52（3）。