แกงกลิโอไซด์

แกงกลิโอไซด์เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยไกลโคสฟิงโกลิปิด ( เซราไมด์และโอลิโกแซ็กคาไรด์ ) โดยมี กรดไซอะลิกหนึ่งโมเลกุลหรือมากกว่า(เช่นกรดเอ็น-อะเซทิลนิวรามินิกหรือ NANA) เชื่อมต่ออยู่บนสายโซ่น้ำตาล NANA ซึ่งเป็นอนุพันธ์อะเซทิลของกรดไซอะลิกในคาร์โบไฮเดรต ทำให้หมู่หัวของแกงกลิโอไซด์มีประจุลบที่pH 7 ซึ่งเป็นลักษณะที่แตกต่างจากโกลโบไซด์
ชื่อแกงกลิโอไซด์ถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันErnst Klenkในปี 1942 กับลิปิดที่เพิ่งแยกได้จากเซลล์แกงกลิออนของสมอง[ 1 ]มีแกงกลิโอไซด์มากกว่า 60 ชนิดที่เป็นที่รู้จัก ซึ่งแตกต่างกันส่วนใหญ่ในตำแหน่งและจำนวนของสารตกค้างNANA แกงกลิโอไซด์ เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้ม เซลล์ ที่ปรับเปลี่ยน เหตุการณ์ การส่งสัญญาณ ของเซลล์ และดูเหมือนว่าจะมีความเข้มข้นในแพลิปิด[ 2 ] [ 3 ]
เมื่อไม่นานมานี้ พบว่าแกงกลิโอไซด์เป็นโมเลกุลที่มีความสำคัญอย่างมากในด้านภูมิคุ้มกันวิทยาแกงกลิโอไซด์จากธรรมชาติและกึ่งสังเคราะห์ถือเป็นยาที่อาจใช้รักษาโรคทางระบบประสาทเสื่อมได้[ 4 ]
ที่ตั้ง
แกงกลิโอไซด์มีอยู่และเข้มข้นบนพื้นผิวเซลล์ โดยมีโซ่ไฮโดรคาร์บอนสองโซ่ของส่วนประกอบเซราไมด์ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มพลาสมา และโอลิโกแซ็กคาไรด์ตั้งอยู่บนพื้นผิวนอกเซลล์ ซึ่งเป็นจุดรับรู้สำหรับโมเลกุลนอกเซลล์หรือพื้นผิวของเซลล์ข้างเคียง พบได้มากในระบบประสาท โดยคิดเป็น 6% ของลิปิดทั้งหมด[ 5 ]
การทำงาน
หมู่โอลิโกแซ็กคาไรด์บนแกงกลิโอไซด์แผ่ขยายออกไปไกลกว่าพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ และทำหน้าที่เป็นเครื่องหมายบนพื้นผิวที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถใช้เป็นตัวกำหนดเฉพาะในการจดจำเซลล์และการสื่อสารระหว่างเซลล์ หมู่หัวคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวรับเฉพาะสำหรับฮอร์โมนไกลโคโปรตีนจากต่อมใต้สมอง บางชนิด และสารพิษโปรตีนจากแบคทีเรียบางชนิด เช่นสารพิษอหิวาต์
หน้าที่ของแกงกลิโอไซด์ในฐานะตัวกำหนดเฉพาะบ่งชี้ถึงบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตและการแยกตัวของเนื้อเยื่อ ตลอดจนการเกิดมะเร็งพบว่าการก่อตัวของเนื้องอกสามารถกระตุ้นการสังเคราะห์แกงกลิโอไซด์ชุดใหม่ได้ และแกงกลิโอไซด์เฉพาะที่มีความเข้มข้นต่ำมากสามารถกระตุ้นการแยกตัวของเซลล์เนื้องอกประสาทที่เพาะเลี้ยงได้[ 6 ]
แกงกลิโอไซด์ทั่วไป

- นานาหนึ่ง คน ("M")
- นานาสองตัว ("D")
- สาม NANA ("T")
- นานาสี่ตัว ("Q")
โครงสร้างของแกงกลิโอไซด์ทั่วไป
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-Acetyl-D-galactose-beta-1,4-[N-Acetylneuraminidate- alpha-2,3-]-Galactose-beta-1,4-glucose-alpha-ceramide 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)bDGalp(1-4)bDGlcp(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)[aNeu5Ac(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
ที่ไหน
- aNeu5Ac = กรดเอ็น-อะเซทิล-อัลฟา-นิวรามินิก
- aNeu5Ac9Ac = กรด N-acetyl-9-O-acetylneuraminic
- bDGalp = เบต้า-ดี-กาแลคโตไพราโนส
- bDGalpNAc = เอ็น-อะเซทิล-เบตา-ดี-กาแลคโตไพราโนส
- bDGlcp = เบต้า-ดี-กลูโคไพราโนส
- Cer = เซราไมด์ (สฟิงกอยด์ที่มีหมู่ N-อะซิลทั่วไป)
พยาธิวิทยา
แกงกลิโอไซด์ถูกสังเคราะห์และสลายตัวอย่างต่อเนื่องในเซลล์ โดยจะถูกสลายตัวเป็นเซราไมด์ด้วยการกำจัดหน่วยน้ำตาลในกลุ่มโอลิโกแซ็กคาไรด์ทีละขั้นตอน โดยมี เอนไซม์ ไลโซโซม ที่มีความจำเพาะสูง เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสเอนไซม์เหล่านี้ทำให้เกิดการสะสมของแกงกลิโอไซด์ที่สลายตัวบางส่วนในไลโซโซม ซึ่งส่งผลให้เกิดกลุ่มโรคที่เรียกว่าแกงกลิโอซิโดซิสตัวอย่างเช่นโรคเทย์-แซคส์ ที่ร้ายแรง เกิดจากความบกพร่องทางพันธุกรรมที่ทำให้ไม่มี การผลิต เฮกโซซามิเนสเอ ที่ทำงานได้ ทำให้ GM2 สะสมในไลโซโซม ในที่สุดเซลล์แกงกลิออนในระบบประสาทจะบวมอย่างมาก ทำให้การทำงานปกติของเซลล์ประสาทผิดปกติ[ 5 ]

นอกจากนี้ แกงกลิโอไซด์ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับโรคต่างๆ หลายชนิด:
- ไข้หวัดใหญ่ซึ่งฮีแมกกลูตินินของไวรัสไข้หวัดใหญ่ใช้ประโยชน์จากแกงกลิโอไซด์บางชนิดในการเข้าสู่และติดเชื้อเซลล์ที่แสดงแกงกลิโอไซด์เหล่านั้น
- กลุ่มอาการกิลเลน-บาร์เรซึ่งเชื่อมโยงกับการผลิตแอนติบอดี ต่อแกงกลิโอไซ ด์[ 7 ]
- อหิวาตกโรค
- บาดทะยัก
- โรคโบทูลิซึม
- โรคเรื้อน[ 8 ]
- โรคอ้วนซึ่งการแสดงออกของแกงกลิโอไซด์ที่ไม่เพียงพอในเซลล์ประสาทไฮโปทาลามัสส่วนกลางทำให้การส่งสัญญาณของเลปตินและอินซูลิน ในเซลล์ประสาทผิดปกติ [ 9 ] [ 10 ]
ลิงก์ภายนอก
- ข้อมูลเกี่ยวกับแกงกลิโอไซด์ ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
- ภาพรวมของแกงกลิโอไซด์ที่ lipidlibrary.co.uk
- ภาพรวมของแกงกลิโอไซด์ที่ cyberlipid.org