Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Класс химических соединений
Class of chemical compounds
Гликолипиды – это липиды с углеводом, присоединенным гликозидной (ковалентной) связью. Их роль заключается в поддержании стабильности клеточной мембраны и обеспечении клеточного распознавания, что критически важно для иммунного ответа и соединений, позволяющих клеткам взаимодействовать друг с другом и формировать ткани. Гликолипиды находятся на поверхности всех эукариотических клеточных мембран, выступая из фосфолипидного бислоя во внеклеточное пространство. Липид и сахарид образуют гликоконъюгат посредством гликозидной связи, являющейся ковалентной связью. Аномерный углерод сахара связывается со свободной гидроксильной группой липидного остова. Структура этих сахаридов варьируется в зависимости от структуры молекул, с которыми они связаны.
Glycolipids are lipids with a carbohydrate attached by a glycosidic (covalent) bond. Their role is to maintain the stability of the cell membrane and to facilitate cellular recognition, which is crucial to the immune response and in the connections that allow cells to connect to one another to form tissues. Glycolipids are found on the surface of all eukaryotic cell membranes, where they extend from the phospholipid bilayer into the extracellular environment. The lipid and the saccharide form a glycoconjugate through a glycosidic bond, which is a covalent bond. The anomeric carbon of the sugar binds to a free hydroxyl group on the lipid backbone. The structure of these saccharides varies depending on the structure of the molecules to which they bind.
Гликозильтрансферазы
Ферменты, называемые гликозилтрансферазами, присоединяют сахарид к молекуле липида, а также участвуют в сборке правильного олигосахарида, чтобы на клетке мог быть активирован соответствующий рецептор, реагирующий на присутствие гликолипида на поверхности клетки. Гликолипид собирается в аппарате Гольджи и внедряется в мембрану везикулы, которая затем транспортируется к клеточной мембране. Везикула сливается с клеточной мембраной, обеспечивая экспозицию гликолипида на внешней поверхности клетки.
Enzymes called glycosyltransferases link the saccharide to the lipid molecule, and also play a role in assembling the correct oligosaccharide so that the right receptor can be activated on the cell which responds to the presence of the glycolipid on the surface of the cell. The glycolipid is assembled in the Golgi apparatus and embedded in the surface of a vesicle which is then transported to the cell membrane. The vesicle merges with the cell membrane so that the glycolipid can be presented on the cell's outside surface.
Гликозидные гидролазы
Гликозидные гидролазы катализируют расщепление гликозидных связей. Они используются для модификации олигосахаридной структуры гликана после его присоединения к липиду. Они также могут удалять гликан с гликолипидов, восстанавливая исходные немодифицированные липиды.
Glycoside hydrolases catalyze the breakage of glycosidic bonds. They are used to modify the oligosaccharide structure of the glycan after it has been added onto the lipid. They can also remove glycans from glycolipids to turn them back into unmodified lipids.
Дефекты метаболизма
Сфинголипидозы – это группа заболеваний, связанных с накоплением сфинголипидов, которые не подверглись правильному расщеплению, как правило, из-за дефекта фермента гликозидгидролазы. Сфинголипидозы обычно передаются по наследству, а их проявления зависят от того, какой именно фермент нарушен и в какой степени. Одним из известных примеров является болезнь Нимана-Пика, которая может вызывать боль и повреждение нервных сетей.
Sphingolipidoses are a group of diseases that are associated with the accumulation of sphingolipids which have not been degraded correctly, normally due to a defect in a glycoside hydrolase enzyme. Sphingolipidoses are typically inherited, and their effects depend on which enzyme is affected, and the degree of impairment. One notable example is Niemann–Pick disease which can cause pain and damage to neural networks.
Взаимодействие клеток
Основная функция гликолипидов в организме – служить центрами распознавания при взаимодействии клеток. Сахаридная часть гликолипида связывается с определенным комплементарным углеводом или с лектином (белком, связывающим углеводы) соседней клетки. Взаимодействие этих клеточных маркеров лежит в основе распознавания клеток и запускает клеточные ответы, которые участвуют в таких процессах, как регуляция, рост и апоптоз.
The main function of glycolipids in the body is to serve as recognition sites for cell–cell interactions. The saccharide of the glycolipid will bind to a specific complementary carbohydrate or to a lectin (carbohydrate binding protein), of a neighboring cell. The interaction of these cell surface markers is the basis of cell recognitions, and initiates cellular responses that contribute to activities such as regulation, growth, and apoptosis.
Иммунные реакции
Примером функционирования гликолипидов в организме служит взаимодействие лейкоцитов и эндотелиальных клеток при воспалении. Селектины – класс лектинов, находящихся на поверхности лейкоцитов и эндотелиальных клеток – связываются с углеводами, присоединенными к гликолипидам, инициируя тем самым иммунный ответ. Это связывание вызывает выход лейкоцитов из кровотока и их скопление в области воспаления. Это первичный механизм связывания, за которым следует экспрессия интегранов, формирующих более прочные связи и обеспечивающих миграцию лейкоцитов к очагу воспаления. Гликолипиды также участвуют в других процессах, в частности, в распознавании клеток организма вирусами.
An example of how glycolipids function within the body is the interaction between leukocytes and endothelial cells during inflammation. Selectins, a class of lectins found on the surface of leukocytes and endothelial cells bind to the carbohydrates attached to glycolipids to initiate the immune response. This binding causes leukocytes to leave circulation and congregate near the site of inflammation. This is the initial binding mechanism, which is followed by the expression of integrins which form stronger bonds and allow leukocytes to migrate toward the site of inflammation. Glycolipids are also responsible for other responses, notably the recognition of host cells by viruses.
Группа крови
Группы крови являются примером того, как гликолипиды на клеточных мембранах опосредуют взаимодействие клеток с окружающей средой. Четыре основные группы крови человека (A, B, AB, O) определяются олигосахаридом, присоединенным к специфическому гликолипиду на поверхности эритроцитов, который выступает в роли антигена. Немодифицированный антиген, называемый H-антигеном, характерен для группы O и присутствует на эритроцитах всех групп крови. Группа крови A содержит N-ацетилгалактозамин в качестве основной определяющей структуры, группа B – галактозу, а группа AB – все три этих антигена. Антигены, отсутствующие у человека, стимулируют выработку антител, которые связываются с чужеродными гликолипидами. По этой причине люди с группой крови AB могут получать переливания от доноров любой группы крови (универсальные реципиенты), а люди с группой крови O могут быть донорами для всех групп крови (универсальные доноры).
Blood types are an example of how glycolipids on cell membranes mediate cell interactions with the surrounding environment. The four main human blood types (A, B, AB, O) are determined by the oligosaccharide attached to a specific glycolipid on the surface of red blood cells, which acts as an antigen. The unmodified antigen, called the H antigen, is the characteristic of type O, and is present on red blood cells of all blood types. Blood type A has an N acetylgalactosamine added as the main determining structure, type B has a galactose, and type AB has all three of these antigens. Antigens which are not present in an individual's blood will cause antibodies to be produced, which will bind to the foreign glycolipids. For this reason, people with blood type AB can receive transfusions from all blood types (the universal acceptor), and people with blood type O can act as donors to all blood types (the universal donor).