Language
Country/Area
No result found
سر السكر: لماذا تعتبر الجليكانات مهمة جدًا في الخلايا؟
الجليكان عبارة عن بوليمرات مكونة من سكريات أحادية مرتبطة بروابط جليكوسيدية، وتتكون عادة من سلاسل سكر مرتبطة بـ O أو N.
تحتوي الجليكان على هياكل متنوعة، بما في ذلك السكريات المتجانسة وغير المتجانسة، وحتى الهياكل الخطية أو المتفرعة. تتواجد عادةً على سطح الخلية، وتتفاعل مع البيئة خارج الخلية والخلايا الأخرى. تنقسم الأنواع الأكثر شيوعًا من الجليكانات إلى فئتين: الجليكانات المرتبطة بـ N والجليكانات المرتبطة بـ O. يلعب كل نوع دورًا مختلفًا في الوظيفة الفسيولوجية للخلية، وخاصة في طي البروتين، وإشارات الخلية، والاستجابة المناعية.
الدور الرئيسي: N-Glycans
يتم تشكيل السكريات المرتبطة بالنيتروجين عن طريق الارتباط بذرة النيتروجين في حمض الأسباراجين الأميني. تحدث هذه العملية في الشبكة الإندوبلازمية. يتكون الهيكل الأساسي للجليكان من 14 أحادي السكاريد، بما في ذلك 3 جلوكوز، و9 مانوز، و2 ن-أسيتيل جلوكوزامين.
لا تلعب السكريات المرتبطة بالنيتروجين دورًا مهمًا في طي البروتينات بشكل صحيح فحسب، بل إنها ضرورية أيضًا لإشارات الخلايا ووظيفة الجهاز المناعي.
بمجرد ربط السكر المرتبط بالنيتروجين بسلسلة الببتيد الناشئة، يخضع الهيكل عادة لسلسلة من تفاعلات المعالجة التي تنطوي على إزالة وحدات سكر متعددة، وخاصة الجلوكوز. ويعد تعديل هذا السكر والتعبير عنه أمرا ضروريا في الأداء السليم للخلايا، وخاصة في تنظيم الاستجابة المناعية للخلية. على سبيل المثال، يتم التعرف على الجليكانات غير الطبيعية المعبر عنها على سطح الخلايا السرطانية بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية، مما يشير إلى أن الخلية قد تكون سرطانية.
تركيب ووظيفة السكريات المرتبطة بالأكسجين
بالمقارنة مع السكريات المرتبطة بالنيتروجين، فإن عملية تركيب السكريات المرتبطة بالنيتروجين هي إضافة السكريات الأحادية واحدة تلو الأخرى. تحدث هذه العملية في مصفوفة عالية، مما يفتح المجال أمام إمكانية وجود هياكل مرنة يُعتقد أنها تلعب أدوارًا مهمة في تنظيم التفاعلات بين الخلايا. تلعب السكريات المرتبطة بـO على وجه الخصوص أدوارًا مهمة في التعرف على مستضد الدم والاستجابات المناعية؛ على سبيل المثال، يلعب هيكل Sialyl Lewis X (SLex) دورًا في هجرة الخلايا المتعادلة.تعمل السكريات المرتبطة بالـO مثل الأعلام على سطح الجهاز المناعي، مما يسمح للخلايا المناعية بالدخول بدقة إلى الأنسجة المناسبة للاستجابة للعدوى.
بالمقارنة مع السكريات المرتبطة بالنيتروجين، فإن تسلسل السكريات المرتبطة بالنيتروجين أكثر عشوائية، مما يجعلها أكثر وظيفية وتنوعًا في الخلايا. تحتوي أيضًا أعداد كبيرة من المخاط على سكريات مرتبطة بـO، وهي ضرورية لتكوين ميكروبات الأمعاء والحفاظ على البكتيريا المعوية الطبيعية.
الجليكوزامينوجليكان والمصفوفة خارج الخلية
جزيء كربوهيدرات مهم آخر هو غليكوز أمينوجليكان (GAGs)، وهو فئة خاصة من البوليمرات التي تتكون عمومًا من روابط متناوبة من السكريات الأمينية وحمض البوليك. تتواجد الجلوكومازينات، مثل الهيبارين والكوندرويتين، بشكل أساسي في المصفوفة خارج الخلية، حيث تساهم في الدعم البنيوي والتفاعلات بين الخلايا. تلعب جزيئات السكر هذه أيضًا دورًا مهمًا في عمليات نقل الإشارات الخلوية.
الاتجاهات المستقبلية: علم الجليكوسيدات
على الرغم من الاعتراف المتزايد بأهميتها في وظيفة الخلايا، إلا أن الدراسات السابقة غالبًا ما أهملتها. يسعى العديد من الباحثين إلى تطوير علم الجليكوزيل، وهو مجال يركز على بنية ووظيفة الجليكان، والذي من المتوقع أن يحقق تقدمًا كبيرًا في مجموعة متنوعة من المجالات، بما في ذلك الطب، وتوليد الطاقة، وعلم المواد.
إن تطوير علم الجلوكوز لا يمكنه فقط الكشف عن القوانين الأساسية للحياة، بل لديه القدرة أيضًا على إحداث ثورة في فهمنا وعلاجنا للأمراض.
في دراسة الجليكان، شهدنا ابتكارات في تقنيات مثل تحليل الكتلة عالية الدقة والكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء، والتي مكنت الباحثين من اكتشاف بنية وخصائص السكريات بشكل أكثر دقة. منذ عام 2012، بدأت العديد من البلدان في الاهتمام بعلم الجليكوسيدات وتوسيع نطاق تطبيقه في الأبحاث.
إذن، ما هي الرؤى غير المتوقعة التي يمكن أن تقدمها لنا الجليكانات عندما يتعلق الأمر بفهم تعقيد الخلايا؟
