ガングリオシド

ガングリオシドは、糖鎖に結合した1 つ以上のシアリン酸(例: N-アセチルノイラミン酸、NANA) を持つスフィンゴ糖脂質(セラミドおよびオリゴ糖)で構成される分子です。炭水化物シアリン酸のアセチル化誘導体である NeuNAc は、ガングリオシドのヘッドグループをpH 7 で陰イオン性にします。この点が、ガングリオシドをグロボシドと区別するものです。

ガングリオシドという名称は、1942年にドイツの科学者エルンスト・クレンクによって、脳の神経節細胞から新たに単離された脂質に初めて付けられました。 ^{[1] 60種類以上のガングリオシドが知られており、主に}NANA 残基の位置と数が異なります。これは細胞シグナル伝達イベントを調節する細胞膜の成分であり、脂質ラフトに集中しているようです^[2]^[3]。

最近、ガングリオシドは免疫学において非常に重要な分子であることが判明しました。天然および半合成ガングリオシドは神経変性疾患の治療薬となる可能性があると考えられています。^[4]

位置

ガングリオシドは細胞表面に存在し、濃縮されています。セラミド部分の2つの炭化水素鎖は細胞膜に埋め込まれ、オリゴ糖は細胞外表面に位置し、細胞外分子や隣接細胞の表面の認識ポイントとなります。ガングリオシドは主に神経系に存在し、脂質全体の6%を占めています。^[5]

関数

ガングリオシドのオリゴ糖基は細胞膜の表面をはるかに超えて広がっており、細胞認識や細胞間コミュニケーションにおける特定の決定要因として機能する識別表面マーカーとして機能します。これらの炭水化物ヘッド基は、特定の下垂体糖タンパク質ホルモンやコレラ毒素などの特定の細菌タンパク質毒素に対する特定の受容体としても機能します。

ガングリオシドの特異的決定因子としての機能は、組織の成長と分化、および発癌において重要な役割を果たしていることを示唆しています。腫瘍形成はガングリオシドの新しい補体の合成を誘導することができ、特定のガングリオシドの非常に低濃度は培養された神経腫瘍細胞の分化を誘導することができることがわかっています。^[6]

一般的なガングリオシド

1つのNANA（「M」）
- GM1
- GM2
- GM3
2 つの NANA ("D")
- GD1a
- GD1b
- GD2
- GD3
3 つの NANA ("T")
- GT1b
- GT3
4 つの NANA ("Q")
- GQ1

一般的なガングリオシドの構造

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-アセチル-D-ガラクトース-ベータ-1,4-[N-アセチルノイラミニデート-アルファ-2,3-]-ガラクトース-ベータ-1,4-グルコース-アルファ-セラミド
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
GD1alpha = 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 ^{[引用が必要]}

どこ

aNeu5Ac = N-アセチル-α-ノイラミン酸
aNeu5Ac9Ac = N-アセチル-9-O-アセチルノイラミン酸
bDGalp = ベータ-D-ガラクトピラノース
bDGalpNAc = N-アセチル-β-D-ガラクトピラノース
bDGlcp = ベータ-D-グルコピラノース
Cer = セラミド（一般的なN-アシル化スフィンゴイド）

病理学

ガングリオシドは細胞内で継続的に合成され、分解されます。オリゴ糖グループの糖単位が次々と除去され、一連の非常に特異的なリソソーム酵素によって触媒され、セラミドに分解されます。これらの酵素をコードする遺伝子の変異により、部分的に分解されたガングリオシドがリソソームに蓄積し、ガングリオシドーシスと呼ばれる一連の疾患を引き起こします。たとえば、致命的なテイ・サックス病は、機能的なヘキソサミニダーゼAが生成されない遺伝子欠陥として発生し、GM2がリソソームに蓄積します。最終的に、神経系の神経節細胞が非常に腫れ上がり、ニューロンの正常な機能が妨げられます。^[5]

ガングリオシドはいくつかの疾患にも関与しています。

インフルエンザでは、インフルエンザウイルスのヘマグルチニンが特定のガングリオシドを利用して、それを発現している細胞に侵入し、感染します。
ギランバレー症候群は抗ガングリオシド抗体の産生と関連していると考えられている。^[7]
コレラ
破傷風
ボツリヌス中毒
ハンセン病^[8]
肥満では、中基底核視床下部ニューロンにおけるガングリオシドの発現が不十分なため、ニューロンのレプチン^[9]とインスリンシグナル伝達が調節不全になる^{[10] 。}

参考文献

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外部リンク

米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)のガングリオシド
lipolibrary.co.uk のガングリオシドの概要
cyberlipid.org のガングリオシドの概要

[1] 「ガングリオシド、構造、発生、生物学および分析」。脂質ライブラリ。米国油化学協会。2009年12月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。

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