Os globosídeos são um tipo de glicolipídeo presente nas membranas celulares de diversos tecidos do corpo humano. Sua estrutura é composta por um carboidrato ligado a um lipídio por meio de uma ligação glicosídica. A biossíntese dos globosídeos ocorre no retículo endoplasmático e no complexo de Golgi, com a participação de enzimas específicas. Essas moléculas desempenham diversas funções no organismo, como reconhecimento celular, comunicação intercelular e regulação de processos fisiológicos. No entanto, alterações na biossíntese ou na estrutura dos globosídeos podem levar ao desenvolvimento de patologias, como doenças genéticas do metabolismo dos lipídeos e distúrbios neurológicos. O estudo dos globosídeos é de grande importância para a compreensão dessas doenças e para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.
Entenda o que é um Globosideos e sua importância para a biodiversidade marinha.
Os Globosídeos são um grupo de moléculas lipídicas complexas que desempenham um papel fundamental na estrutura celular e na comunicação intercelular em organismos marinhos. Eles são compostos por uma cadeia de carboidratos ligada a um núcleo de lipídio, formando uma estrutura esférica que é essencial para diversas funções biológicas.
A biossíntese dos Globosídeos ocorre nas organelas celulares conhecidas como Golgi e Lisossomos, onde enzimas específicas catalisam a formação dos carboidratos e sua ligação ao lipídio. Essas moléculas são então transportadas para a membrana celular, onde desempenham diversas funções, como reconhecimento celular, adesão e sinalização.
As principais funções dos Globosídeos incluem a regulação do desenvolvimento celular, a modulação da resposta imune e a comunicação intercelular. Eles também desempenham um papel importante na adesão celular e na formação de tecidos, contribuindo para a manutenção da integridade celular e para a resposta a estímulos externos.
Apesar de sua importância para a biodiversidade marinha, os Globosídeos também estão associados a algumas patologias, como doenças genéticas conhecidas como doenças de armazenamento de lipídios. Nessas condições, ocorre um acúmulo anormal de Globosídeos nas células, levando a disfunções celulares e danos aos tecidos.
Em resumo, os Globosídeos desempenham um papel crucial na estrutura e função das células marinhas, contribuindo para a diversidade e a adaptação dos organismos ao ambiente aquático. Seu estudo e compreensão são essenciais para a preservação da biodiversidade marinha e para o desenvolvimento de novas terapias para doenças relacionadas aos lipídios.
Globosídeos: estrutura, biossíntese, funções e patologias
Os globosides são um tipo de esfingolípidos que pertence à família heterogénea de glicoesfingolípidos e são caracterizados por terem na sua estrutura um grupo polar que consiste em glicanos de estrutura complexo ligado a um esqueleto de ceramida por uma ligação glicosídica-B.
Eles são classificados na série “balão” de glicosfingolípidos pela presença de uma estrutura central da forma geral Galα4Galβ4GlcβCer, e geralmente sua nomenclatura é baseada no número e tipo de resíduos açucarados das cabeças polares.
Ao contrário de outros esfingolipídeos, os globosídeos são constituintes normais das membranas celulares de órgãos sistêmicos não nervosos em muitos mamíferos . Por exemplo, rins, intestino, pulmões, glândulas supra-renais e eritrócitos .
Como todos os lipídios da membrana, os globosídeos têm importantes funções estruturais na formação e disposição das bicamadas lipídicas.
No entanto, diferentemente de suas contrapartes ácidas ou fosforiladas, a função dos globosídeos não está muito relacionada à produção de moléculas sinalizadoras, mas à sua participação como parte dos glicoconjugados na membrana plasmática .
Estrutura
Eles compartilham algumas semelhanças estruturais e funcionais com os outros membros do grupo de glicosfingolipídios: cerebrosídeos, gangliosídeos e sulfatídeos; entre eles a composição do esqueleto principal e os subprodutos de seu metabolismo.
No entanto, os globosídeos diferem dos glicosfingolipídeos ácidos (como os gangliosídeos) em relação à carga de seus grupos polares de carboidratos, uma vez que são eletricamente neutros no pH fisiológico, o que parece ter fortes implicações para suas funções como parte da matriz extracelular.
Esses grupos polares de cabeça normalmente têm mais de duas moléculas de açúcar, entre as quais D-glicose, D-galactose e N-acetil-D-galactosamina são comumente encontradas e, em menor grau, fucose e N- acetilglucosamina. .
Tal como com os outros esfingolípidos, os globósidos podem ser moléculas muito diversas, tendo em conta as múltiplas combinações de ácidos gordos ligados ao esqueleto da esfingosina ou as possíveis variações das cadeias de oligossacarídeos da porção hidrofílica.
Biossíntese
O percurso começa com a síntese de ceramida no retículo endoplasmático (ER). Primeiro, o esqueleto da esfingosina é formado pela condensação de uma L-serina e um palmitoil-CoA.
A ceramida é subsequentemente gerada pela ação das enzimas ceramida sintetase, que condensam outra molécula de ácido graxo-CoA com o esqueleto da esfingosina no carbono da posição 2.
Mesmo no ER, as ceramidas produzidas podem ser modificadas pela adição de um resíduo de galactose para formar galacto ceramidas (GalCer), ou podem ser transportadas para o complexo de Golgi pela ação das proteínas de transferência de ceramida (CERT) ) ou por meio de transporte vesicular.
No complexo de Golgi, as ceramidas podem ser glicosiladas para produzir gluco ceramidas (GlcCer).
Adicionando complexidade
O GlcCer é produzido na face citosólica dos primeiros Golgi. Pode então ser transportado para a face luminal do complexo e subsequentemente ser glicosilado por enzimas glicosidases específicas que geram glicosfingolípidos mais complexos.
Os precursores comuns de todos os glicosfingolipídeos são sintetizados no complexo de Golgi pela ação das glicosiltransferases de GalCer ou GlcCer.
Essas enzimas transferem carboidratos específicos de açúcares nucleotídicos adequados: UDP-glicose, UDP-galactose, CMP-ácido siálico, etc.
Quando o GlcCer passa pelo sistema de tráfego vesicular de Golgi, ele é galactosilado para produzir lactosilceramida (LacCer). LacCer é o ponto de ramificação a partir do qual os precursores dos outros glicosfingolípidos são sintetizados, ou seja, a molécula à qual são adicionados posteriormente resíduos de açúcar polar mais neutros. Essas reações são catalisadas por globosídeos sintase específica.
Localização
Esses lipídios são encontrados principalmente em tecidos humanos. Como muitos glicosfingolipídeos, os globosídeos são enriquecidos na face externa da membrana plasmática de muitas células.
Eles são particularmente importantes nos eritrócitos humanos, onde representam o principal tipo de glicolípido da superfície celular.
Além disso, como observado acima, eles fazem parte do grupo de glicoconjugados das membranas plasmáticas de muitos órgãos não nervosos, principalmente os rins .
Funções
As funções dos globosídeos ainda não foram totalmente esclarecidas, mas sabe-se que algumas espécies aumentam a proliferação e a mobilidade das células, em contraste com a inibição desses eventos causada por alguns gangliosídeos.
Um globósido tetraglicosilado, Gb4 (GalNAcβ3Galα4Galβ4GlcβCer), funciona no reconhecimento sensível ao local das perturbações estruturais dos eritrócitos durante os processos de adesão celular.
Estudos recentes determinaram o envolvimento de Gb4 na ativação de proteínas ERK em linhas celulares de carcinoma, o que poderia significar sua participação no início do tumor. Essas proteínas pertencem à cascata de sinalização da proteína quinase ativada por mitogênio (MAPK), que consiste nos elementos Raf, MEK e ERK.
Sua participação foi relatada como receptores para algumas toxinas bacterianas da família Shiga, especificamente o globosídeo Gb3 (Galα4Galβ4GlcβCer), também conhecido como CD77, expresso em células B imaturas; também como receptores do fator de adesão ao HIV (gp120) e parecem ter implicações em certos tipos de câncer e outras doenças.
Patologias relacionadas
Existem numerosos tipos de lipidose em humanos. Os globosídeos e suas vias metabólicas estão relacionados a duas doenças em particular: doença de Fabry e doença de Sandhoff.
Doença de Fabry
Refere-se a um distúrbio sistêmico hereditário ligado ao sexo, observado pela primeira vez em pacientes com múltiplas manchas violetas na região umbilical. Afeta órgãos como os rins, coração, olhos, extremidades, parte do sistema gastrointestinal e nervoso.
É o produto de um defeito metabólico da enzima ceramida trihexosidase, responsável pela hidrólise da trihexosiceramida, um intermediário do catabolismo de globosídeos e gangliosídeos, que causa um acúmulo desses glicolipídios nos tecidos.
Doença de Sandhoff
Essa patologia foi inicialmente descrita como uma variante da doença de Tay-Sachs, relacionada ao metabolismo dos gangliosídeos, mas também apresenta o acúmulo de globosídeos nas vísceras. É um distúrbio herdado com padrões autossômicos recessivos que destrói progressivamente neurônios e medula espinhal .
Tem a ver com a ausência das formas A e B da enzima β- N- acetil hexosaminidase devido a mutações no gene HEXB. Essas enzimas são responsáveis por uma das etapas de degradação de alguns glicosfingolipídeos.
Referências
- Bieberich, E. (2004). Integração do metabolismo dos glicosfingolipídeos e decisões sobre o destino celular no câncer e nas células-tronco: Revisão e Hipótese. Glycoconjugate Journal , 21 , 315–327.
- Brady, R., Gal, A., Bradley, R., Martensson, E., Warshaw, A., & Laster, L. (1967). Defeito enzimático na doença de Fabry. The New England Journal of Medicine , 276 (21), 1163-1167.
- D’Angelo, G., Capasso, S., Sticco, L., & Russo, D. (2013). Glicosfingolipídeos: síntese e funções. The FEBS Journal , 280 , 6338-6353.
- Eto, Y. & Suzuki, K. (1971). Esfingoglicolipídios do cérebro na leucodistrofia das células globóides de Krabbe. Jornal de Neurochemistry , I (1966).
- Jones, DH, Lingwood, CA, Barbeiro, KR e Grant, CWM (1997). Globosídeo como receptor de membrana: uma consideração da comunicação de oligossacarídeos com o domínio hidrofóbico †. Bioquímica , 31 (97), 8539-8547.
- Merrill, AH (2011). Vias metabólicas esfingolipídicas e glicosfingolipídicas na era da esfingolipidômica. Chemical Reviews , 111 (10), 6387-6422.
- Park, S., Kwak, C., Shayman, JA, & Hoe, J. (2012). O globosídeo promove a ativação do ERK por interação com o receptor do fator de crescimento epidérmico. Biochimica et Biophysica Acta , 1820 (7), 1141-1148.
- Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA (2008). Referência Doméstica Genética Doença de Sandhoff. Recuperado em www.ghr.nlm.nih.gov/condition/sandhoff-disease#definition
- Spence, M., Ripley, B., Embil, J., & Tibbles, J. (1974). Uma nova variante da doença de Sandhoff. Pediat. Res. , 8 , 628-637.
- Tatematsu, M., Imaida, K., Ito, N., Togari, H., Suzuki, Y., & Ogiu, T. (1981). Doença de Sandhoff Minutos Pathol. Jpn , 31 (3), 503-512.
- Traversier, M., Gaslondes, T., Milesi, S., Michel, S. e Delannay, E. (2018). Lipídios polares em cosméticos: tendências recentes em extração, separação, análise e principais aplicações. Phytochem Rev , 7 , 1-32.
- Yamakawa, T., Yokoyama, S., & Kiso, N. (1962). Estrutura do Globósido Principal dos Eritrócitos Humanos. O Jornal de Bioquímica , 52 (3).