Glicosfingolipidi: struttura, funzioni

I glicosfingolipidi (GSL), una sottoclasse di glicolipidi presenti nelle membrane cellulari degli organismi, dai batteri all’uomo, sono i principali glicolipidi degli animali.
Si ritiene che i glicosfingolipidi agiscano per modulare la funzione proteica della membrana, oltre a svolgere un ruolo nella comunicazione cellula-cellula.

Il biochimico tedesco Ernst Klenk isolò per primo queste sostanze dal tessuto cerebrale nel 1942

Struttura dei glicosfingolipidi

Sono costituiti da uno scheletro di ceramide collegata da un legame β-glicosidico a glicani complessi.

Centinaia di diversi glicani possono essere collegati a decine di diverse molecole di ceramide, dando origine a una grande varietà di composti strutturalmente diversi, ognuno dei quali ha il potenziale per una specifica funzione biologica.

La struttura di base di un glicosfingolipide è un monosaccaride, solitamente glucosio o galattosio, legato a una molecola di ceramide formando rispettivamente, glucosilceramide o galattosilceramide

Questa struttura combinata comporta una molecola anfipatica con una regione idrofila di carboidrati e una regione lipidica idrofobica.

Oltre alle variazioni nella struttura del glicano, anche la struttura della ceramide può mostrare variazioni. L’acido grasso attaccato alla sfingosina può contenere catene di carbonio di lunghezza da C₁₄ a C₂₄ e variare nel grado di insaturazione e/o idrossilazione.

Classificazione

Sono comunemente divisi in due gruppi principali:

• neutri a loro volta suddivisi in monoglicosilceramidi contenenti un’unità glicosilica e oligoglicosilceramidi contenenti più di un’unità glicosilica
• acidi a loro volta suddivisi in sulfosfingolipidi, fosforilceramidi, monoglicosilceramidi e gangliosidi contenenti uno o più residui di acido sialico

Sintesi

La biosintesi dei glicosfingolipidi avviene in modo graduale, con un singolo zucchero aggiunto prima alla ceramide e poi gli zuccheri successivi trasferiti dalle glicosiltransferasi dai donatori di zuccheri nucleotidici.

Funzioni

Un tempo ritenuti relativamente inerti, i glicosfingolipidi svolgono in realtà ruoli cellulari chiave sia come componenti strutturali delle membrane che come molecole di segnalazione.

È stato dimostrato che regolano le proprietà cellulari chiave e le funzioni biologiche come l’adesione cellulare, la crescita cellulare, la proliferazione cellulare, l’autofagia, l’apoptosi e la senescenza

Inoltre aiutano le cellule a interagire con le matrici extracellulari e altre cellule e fungono da recettori di superficie per le tossine batteriche. Oltre alla loro funzione di componenti di membrana, i glicosfingolipidi sono precursori dei lipidi coinvolti nella trasduzione del segnale e contribuiscono alla barriera di permeabilità all’acqua della pelle.