Gangliosidy

Gangliosidy (ganglion – nervový uzel, koncovka -osid pochází z glykosidů) jsou nejsložitější živočišné glykolipidy. Gangliosidy obsahují oligosacharidy (až sedm zbytků sacharidů), mastnou kyselinu s dlouhým řetězcem a sfingosinovou páteř. Jejich molekula, na rozdíl od běžných glykolipidů, obsahuje jednu nebo více kyselin ze skupiny kyselin sialových (například N-acetylneuraminová kyselina, NANA).

Vyskytují se ve vnější části buněčné membrány téměř všech obratlovců, zejména v membránách nervových buněk, kde jsou zastoupeny nejhojněji. Rozvětvené řetězce sacharidů vyčnívají ven z molekuly, zejména záporně nabitými kyselinami sialovými, a určují vlastnosti buněčného povrchu, na kterém se vyskytují.

Historie

• 

  Název gangliosid byl poprvé použit německým vědcem Ernstem Klenkem v roce 1942 pro lipidy nově izolované z gangliových buněk mozku.
• Nyní je známo více než 200 gangliosidů, které se od sebe liší především polohou a počtem kyselin sialových (především NANA).
• Postupně bylo objeveno, že gangliosidy jsou součástí buněčné plazmatické membrány, která se podílí na přenosu buněčného signálu.
• V současnosti je známo, že gangliosidy jsou velmi důležitými molekulami také v imunologii.
• Přírodní a polosyntetické gangliosidy jsou považovány za možné léky při terapii neurodegenerativních poruch.

Složení gangliosidů

Gangliosidy jsou nejsložitějšími živočišnými glykolipidy. Ty se obecně skládají z lipidu (estery alkoholu a vyšších mastných kyselin) a navázaného sacharidu. V molekule gangliosidů se navíc vyskytuje některá kyselina ze skupiny kyseliny sialové. Jednotlivé položky gangliosidů jsou tyto:

• Alkohol sfingosin (2-amino-4-trans-oktadecen-1,3-diol). Je to 18-uhlíkový aminoalkohol s nenasyceným uhlovodíkovým řetězcem, který tvoří hlavní část sfingolipidů.
• Mastné kyseliny, což jsou vyšší monokarboxylové kyseliny. V gangliosidech je to často kyselina stearová.
• Sacharidy jsou na lipidy navázány glykosidickou (kovalentní) vazbou. Gangliosidy mohou obsahovat až 7 různých sacharidů.
• Kyselina sialová je navázána na některý ze sacharidů. Obsahuje 9 atomů uhlíku. Pod názvem sialová kyselina se běžně rozumí N-acetylneuraminová kyselina (NANA). Označuje však také více než 50 derivátů kyseliny neuraminové.

Výskyt

Gangliosidy jsou přítomny především na povrchu buněk. Nejvyšší koncentrace gangliosidů se nacházejí v nervovém systému, zejména v šedé hmotě mozku (až 6% všech lipidů). V celém nervovém systému je řada různých gangliosidů, jejichž složení se mění v průběhu vývoje a při přizpůsobování se měnícím se podmínkám prostředí.

Funkce

• Oligosacharidové skupiny gangliosidů sahají daleko za povrch buněčných membrán a působí jako rozlišovací povrchové markery. Mají významné funkce v buněčném rozpoznávání a komunikaci mezi buňkami.
• Oligosacharidové skupiny gangliosidů také působí jako specifické receptory pro určité hormony glykoproteinů hypofýzy a některé bakteriální proteinové toxiny (například toxin cholery).
• Při tvorbě nádorů může docházet k syntéze nového gangliosidu. I velmi nízké koncentrace specifického gangliosidu tak mohou indukovat vznik nádorových buněk.

Degradace a patologie

Degradace gangliosidů probíhá v lysozomech. Provádí se vysoce specifickými glykosylhydrolázami, které postupně štěpí koncové zbytky sacharidů. Mateřský gangliosid GM1 je během degradace postupně štěpen na meziprodukty GM2 a GM3. Poruchy degradace gangliosidů mohou vést k závažným onemocněním.

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Ganglioside na německé Wikipedii a Ganglioside na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Gangliosidy na Wikimedia Commons