Glykolipide (GLs) bestehen aus Glykosyl- und Lipideinheiten und befinden sich normalerweise auf der extrazellulären Oberfläche eukaryontischer Zellmembranen. Sie sorgen für die Stabilität der Membranen und erleichtern die Zell-Zell-Interaktionen. Darüber hinaus dienen Glykolipide auch als Rezeptoren für das Eindringen von Viren oder anderen Krankheitserregern in die Zellen.
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Einführung
Glykolipide als Glykokonjugate von Lipiden werden im weitesten Sinne als jede Verbindung bezeichnet, die einen oder mehrere Monosaccharidreste enthält, die über eine glykosidische Bindung an eine hydrophobe Einheit gebunden sind. Die Definition umfasst eine große Vielfalt an strukturell heterogenen biologischen Verbindungen, die von Tieren, Pflanzen und Mikroben produziert werden. Jetzt wird dieses Konzept noch weiter gefasst und umfasst Glykosid- und Nicht-Glykosid-Glykolipide, bei denen die Glykosyl- und Lipidreste durch glykosidische (z. B. N- oder O-glykosidische Bindungen) bzw. nicht-glykosidische Bindungen (z. B. Ester- oder Amidbindungen) miteinander verbunden sind.
Abb.2 Klassifizierung von Glykolipiden und Haupttypen von Bindungen zwischen ihren Glykosyl- und Lipidresten. (Abdel-Mawgoud, 2017)
Typen von Glykolipiden
Glykolipide machen ~3% der äußeren Schicht der Plasmamembran aus, und ihre Strukturen bestehen aus einem Kohlenhydratkopf und einem Lipidschwanz. Auf der Grundlage der verschiedenen Lipidkomponenten werden die Glykolipide in drei Hauptgruppen eingeteilt, darunter Glykosphingolipide (GSL), Glykoglycerolipide und Glykosylphosphatidylinositole (GPI). Ganglioside und Cerebroside sind zwei Klassen von Glykolipiden, die GLS (Kohlenhydrat und Sphingolipid) bilden. Und GSLs sind die am häufigsten überexprimierten in Tumoren.
| Gruppen | Kategorien |
| Glycosphingolipide (GSLs) | Neutrale Glycosphingolipide, saure Glycosphingolipide, basische Glycosphingolipide, Amphotere Glycosphingolipide |
| Glycoglycerolipide | Neutrale Glycoglycerolipide, Glycophospholipide, Sulfoglycoglycerolipide |
| Glycosylphosphatidylinositole (GPIs) | / |
Funktionen
- Zellproliferation: Es wurde beobachtet, dass Glykolipide bei der Regulierung des Zellwachstums durch Interaktionen mit Wachstumsfaktorrezeptoren eine Rolle spielen. Intrazelluläres Ceramid kann die DNA-Synthese in endothelialen glatten Muskelzellen stimulieren und auch die Mitogenese durch aus Blutplättchen gewonnene Wachstumsfaktoren induzieren.
- Zell-Zell-Interaktion: Kohlenhydrate auf Glykolipiden sind die am stärksten exponierten Strukturen auf der extrazellulären Oberfläche und zeigen sich flexibel mit zahlreichen Bindungsstellen, was sie optimal für die Zellsignalisierung macht. Da das Lipid in der Regel in der Membran vergraben ist, sind Kohlenhydrat-Wechselwirkungen die wichtigsten Wechselwirkungen, die zwischen Glykolipiden auftreten können.
- Signaltransduktion: GLs und Sphingomyelin sind in Mikrodomänen geclustert, wo sie mit verschiedenen Proteinen wie cSrc, G-Proteinen und fokaler Adhäsionskinase assoziiert sind, um zelluläre Ereignisse zu vermitteln. Außerdem sind Ganglioside mit Kalziumionen verbunden, von denen man annimmt, dass sie an der neuronalen Funktion beteiligt sind. Gangliosidmizellen binden mit hoher Affinität an Kalziumionen und sind möglicherweise an der synaptischen Übertragung beteiligt.
- Immunantwort: Selektine (Lektine) auf der Oberfläche von Leukozyten und Endothelzellen binden an die Kohlenhydrate, die an Glykolipide gebunden sind, und können eine Immunreaktion auslösen. Diese Bindung führt dazu, dass Leukozyten den Blutkreislauf verlassen und sich in der Nähe des Entzündungsherdes sammeln. Glykolipide sind auch für andere Aktivitäten verantwortlich, vor allem für die Erkennung von Wirtszellen durch Viren.