Gangliósido
Un gangliósido é un tipo de glicoesfingolípido exclusivamente animal, formado por unha ceramida unida a un oligosacárido, o cal contén un ou máis ácidos siálicos, como o ácido N-acetilneuramínico, (NANA ou NeuNAc) ou máis raramente o ácido N-glicolilneuramínico. Coñécense case 200 gangliósidos, que difiren principalmente na posición e número de residuos de NANA.
Os gangliósidos son compoñentes da membrana plasmática que modulan a transdución de sinais na célula. Aparecen agrupados en balsas lipídicas, fundamentalmente na capa externa da bicapa lipídica da membrana. Descubriuse recentemente que son moi importantes en inmunoloxía. Varios gangliósidos naturais e semisintéticos considéranse posibles moléculas de uso terapéutico para trastornos neurodexenerativos.[1]
Os gangliósidos son os glicoesfingolípidos máis complexos. O ácido N-acetilneuramínico que conteñen (NANA) é un derivado acetilado do carbohidrato ácido siálico (ou ácido neuramínico), fai que a cabeza polar dos gangliósidos estea cargada negativamente (é aniónica). En todos os gangliósidos a ceramida está unida polo C-1 a un residuo de β-glicosa, que, á súa vez, está unido a un residuo β-galactosa, formando unha lactosilceramida, á que se une o resto do oligosacárido, onde están os ácidos siálicos. O oligosacárido é ramificado. Os residuos de azucre engádense no aparato de Golgi por encimas chamadas glicosiltransferases e sialotransferases. A degradación dos gangliósidos realízana encimas que interveñen na ruta da endocitose-endosoma-lisosoma como sialidases, exoglicohidrolases e ceramidases.
O nome gangliósido deullo o científico alemán Ernst Klenk en 1942 a uns lípidos novos que illara das células ganglionares do cerebro.[2]
Nomenclatura[editar | editar a fonte]
O número de ácidos siálicos que conteñen varía dun a catro e indícase no seu nome abreviado segundo a nomenclatura de Svennerholm. Por exemplo M significa monosialo (é dicir cun só ácido siálico), D é disialo (con dous), T é trisialo (con tres), e Q é tetrasialo (catro). Nas abreviacións tamén se usan números que indican a posición que ocupan ao migraren na cromatografía en capa fina; por exemplo, GM2 é un monosialogangliósido que queda en segunda posición na migración. Poden engadirse letras para indicar as variacións sobre a estrutura común do grupo; por exemplo, GM2b. Utilízanse as denominacións asialo, e series a, b, c e α para indicar a cantidade de ácidos siálicos unidos en determinadas posicións. Un exemplo é o gangliósido GM1, que sería: galactosa-N-acetilgalactosamina-[NANA]-galactosa-glicosa-ceramida, onde o NANA está unido á galactosa como unha ramificación (véxase a figura do inicio do artigo).
Localización[editar | editar a fonte]
Están presentes nas superficies celulares, na capa externa das membranas. As cadeas hidrocarbonadas da parte de ceramida da molécula están incluídas dentro da membrana plasmática, e a parte oligosacárida na superficie extracelular. Atópanse predominantemente nas células do tecido nervioso, onde constitúen o 6% en peso de todos os fosfolípidos, pero aparecen en pequenas cantidades en todos os tecidos. O cerebro contén de 20 a 500 veces máis gangliósidos ca a maioría dos tecidos non neurais.
Funcións[editar | editar a fonte]
Están implicados en varias funcións, como o contacto entre células, a condutancia de ións, e actúan como receptores. Son importantes na mielinización e integridade dos axóns e na condución do impulso nervioso, ao interaccionaren con ións calcio. Os glícidos dos gangliósidos, doutros glicoesfingolípidos, e os que se encontran na superficie celular serven como marcadores de superficie distintivos utilizados no recoñecemento celular e na comunicación intercelular. Serven tamén de antíxenos, como os glícidos das glicoproteínas dos grupos sanguíneos AB0 ou outros unidos a glicoesfingolípidos.
Gangliósidos comúns[editar | editar a fonte]
- Gangliósidos que conteñen un residuo de ácido N-acetilneuramínico (NANA ou NeuAc) ou gangliósidos M (monosialos). Poden ser:
- Gangliósidos con dous residuos de NANA ou gangliósidos D (disialos). Poden ser:
- Gangliósidos con tres residuos de NANA ou gangliósidos T (trisialos). Poden ser:
- Gangliósidos con catro residuos de NANA ou gangliósidos Q (tetrasialos, Q="quat.")
Estruturas dos gangliósidos máis comúns[editar | editar a fonte]
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(?) = bDGalpNAc(1-4)[aNeu5Ac(2-3)]bDGalp(1-4)bDGlcp(1-1)Cer
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
GD1alfa = 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
O significado das abreviacións utilizadas é o seguinte:
aNeu5Ac = ácido 5-acetil-alfa-neuramínico
aNeu5Ac9Ac = ácido 5,9-diacetil-alfa-neuramínico
bDGalp = beta-D-galactopiranosa
bDGalpNAc = N-acetil-beta-D-galactopiranosa
bDGlcp = beta-D-glicopiranosa
Cer = ceramida (esfingoide N-acetilado xeral).
Patobioloxía[editar | editar a fonte]
Gangliosidoses[editar | editar a fonte]
As mutacións nos xenes que codifican os encimas que interveñen no metabolismo dos gangliósidos causan graves enfermidades de acumulación de lípidos chamadas gangliosidoses, entre as que están as GM1 gangliosidoses e as GM2 gangliosidoses (entre estas están a enfermidade de Tay-Sachs e a enfermidade de Sandhoff).
Estas enfermidades denomínanse "de acumulación de lípidos" porque o non funcionamento dos encimas beta-galactosidase (nas GM1) e hexosaminidase (nas GM2) causa a acumulación de gangliósidos nos lisosomas (enfermidades de almacenamento lisosomal) ou en diversos tipos de células (macrófagos, neuronas), alterando as súas funcións. Por exemplo, a enfermidade de Tay-Sachs implica a acumulación de gangliósidos debido ao non funcionamento do encima beta-N-acetilhexosaminidase, que cataliza a degradación do gangliósido GM2.
Outras doenzas[editar | editar a fonte]
Os gangliósidos están implicados tamén noutras doenzas como:
- Infeccións víricas. A proteína hemaglutinina da superficie do virus da gripe utiliza certos gangliósidos da superficie celular para entrar nas células que os expresan e infectalas.
- A síndrome de Guillain-Barré foi asociada coa produción de anticorpos anti-gangliósidos.[3]
- Cánceres. Certos gangliósidos atópanse en células tumorais pero non nos tecidos normais. Algúns poden promover a anxioxénese e metástase.
- Unión de gangliósidos a toxinas bacterianas, como a do cólera, tétano ou botulismo.
Notas[editar | editar a fonte]
- ↑ Mocchetti I (2005). "Exogenous gangliosides, neuronal plasticity and repair, and the neurotrophins". Cell Mol Life Sci 62 (19–20): 2283–94. PMID 16158191. doi:10.1007/s00018-005-5188-y.
- ↑ "Gangliosides, structure, occurrence, biology and analysis". Lipid Library. The American Oil Chemists' Society. Arquivado dende o orixinal o 17 de decembro de 2009. Consultado o 19 de novembro de 2011.
- ↑ Nachamkin I; Shadomy, SV; Moran, AP; Cox, N; Fitzgerald, C; Ung, H; Corcoran, AT; Iskander, JK; Schonberger, LB (2008). "Anti-ganglioside antibody induction by swine (A/NJ/1976/H1N1) and other influenza vaccines: insights into vaccine-associated Guillain-Barré syndrome". J. Infect Dis. 198 (2): 226–33. PMID 18522505. doi:10.1086/589624+10.1086/589624.
