Gangliósido

Un gangliósido es una molécula compuesta por un glicoesfingolípido ( ceramida y oligosacárido ) con uno o más ácidos siálicos (p. ej., ácido N -acetilneuramínico , NANA) unidos en la cadena de azúcar . NeuNAc, un derivado acetilado del carbohidrato ácido siálico, hace que los grupos de cabeza de los gangliósidos sean aniónicos a pH 7, lo que los distingue de los globlósidos .

El nombre gangliósido fue aplicado por primera vez por el científico alemán Ernst Klenk en 1942 a los lípidos recién aislados de las células ganglionares del cerebro. ^[1] Se conocen más de 60 gangliósidos, que se diferencian entre sí principalmente en la posición y el número de residuos de NANA . Es un componente de la membrana plasmática celular que modula los eventos de transducción de señales celulares y parece concentrarse en las balsas lipídicas ^{[ cita requerida ]} .

Recientemente, se ha descubierto que los gangliósidos son moléculas muy importantes en inmunología . Los gangliósidos naturales y semisintéticos se consideran posibles agentes terapéuticos para los trastornos neurodegenerativos. ^[2]

Los gangliósidos están presentes y concentrados en las superficies celulares, con las dos cadenas de hidrocarburos de la porción ceramida incrustadas en la membrana plasmática y los oligosacáridos ubicados en la superficie extracelular, donde presentan puntos de reconocimiento para moléculas extracelulares o superficies de células vecinas. Se encuentran predominantemente en el sistema nervioso donde constituyen el 6% de todos los lípidos. ^[3]

Los grupos de oligosacáridos de los gangliósidos se extienden mucho más allá de las superficies de las membranas celulares y actúan como marcadores de superficie distintivos que pueden servir como determinantes específicos en el reconocimiento celular y la comunicación entre células. Estos grupos de cabezas de carbohidratos también actúan como receptores específicos para ciertas hormonas glucoproteicas hipofisarias y ciertas toxinas proteínicas bacterianas como la toxina del cólera .

Las funciones de los gangliósidos como determinantes específicos sugieren su importante papel en el crecimiento y la diferenciación de los tejidos, así como en la carcinogénesis . Se ha descubierto que la formación de tumores puede inducir la síntesis de un nuevo complemento de gangliósidos, y concentraciones muy bajas de un gangliósido específico pueden inducir la diferenciación de células tumorales neuronales cultivadas . ^[4]

• Una NANA ("M")
  • GM1
  • GM2
  • GM3
• Dos NANA ("D")
  • GD1a
  • GD1b
  • GD2
  • GD3
• Tres NANA ("T")
  • GT1b
  • GT3
• Cuatro NANA ("Q")
  • GQ1

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-Acetil-D-galactosa-beta-1,4-[N-Acetilneuraminidato-alfa-2,3-]-Galactosa-beta-1,4-glucosa-alfa-ceramida
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)b DGalp(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
G D2 = 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 ^{[ cita requerida ]}

dónde

• aNeu5Ac = ácido N-acetil-alfa-neuramínico
• aNeu5Ac9Ac = ácido N-acetil-9-O-acetilneuramínico
• bDGalp = beta-D-galactopiranosa
• bDGalpNAc = N-acetil-beta-D-galactopiranosa
• bDGlcp = beta-D-glucopiranosa
• Cer = ceramida (esfingoide N-acilado general)

Los gangliósidos se sintetizan y degradan continuamente en las células. Se degradan a ceramidas mediante la eliminación secuencial de unidades de azúcar en el grupo de oligosacáridos, catalizada por un conjunto de enzimas lisosomales altamente específicas . Las mutaciones en los genes que codifican estas enzimas conducen a la acumulación de gangliósidos parcialmente degradados en los lisosomas, lo que da lugar a un grupo de enfermedades llamadas gangliosidosis . Por ejemplo, la enfermedad de Tay-Sachs, que es mortal , surge como un defecto genético que hace que no se produzca hexosaminidasa A funcional , lo que hace que GM2 se acumule en los lisosomas. En última instancia, las células ganglionares del sistema nervioso se hinchan enormemente, lo que altera las funciones normales de las neuronas. ^[3]

Los gangliósidos también intervienen en varias enfermedades:

• Influenza , en la que la hemaglutinina del virus de la influenza explota ciertos gangliósidos para entrar e infectar las células que los expresan.
• Síndrome de Guillain-Barré , que se ha relacionado con la producción de anticuerpos antigangliósidos . ^[5]
• Cólera
• Tétanos
• Botulismo
• Lepra ^[6]
• Obesidad , donde la expresión inadecuada de gangliósidos en las neuronas hipotalámicas mediobasales desregula la señalización neuronal de leptina ^[7] e insulina. ^[8]

• Gangliósidos en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Descripción general de los gangliósidos en lipidlibrary.co.uk
• Descripción general de los gangliósidos en cyberlipid.org