Sfingomielino struktūra, funkcijos, sintezė ir metabolizmas



The sfingomielinas Jis yra labiausiai gausus sfingolipidas gyvūnų audiniuose: jo buvimas įrodytas visose iki šiol ištirtose ląstelių membranose. Jis turi struktūrinį panašumą su fosfatidilcholinu polinės galvutės grupėje, todėl jis taip pat klasifikuojamas kaip fosfolipidas (fosfospingolipidas)..

1880-ųjų dešimtmetyje mokslininkas Johann Thudichum izoliavo eterinio tirpalo lipidų komponentą iš smegenų audinio ir pavadino jį sfingomielinu. Vėliau, 1927 m., Buvo pranešta apie šio sfingolipido struktūrą kaip N-acil-sfingozino-1-fosfokoliną..

Kaip ir kiti sfingolipidai, sfingomielinas turi tiek struktūrinių, tiek ląstelių signalizavimo funkcijų ir yra ypač gausus nervinių audinių, ypač mielino, apvalkalu, kuris apima ir izoliuoja tam tikrų neuronų ašis..

Jo pasiskirstymas buvo ištirtas atliekant subcellulinės frakcionavimo ir fermentinio skilimo eksperimentus su sfingomielinazėmis, ir rezultatai rodo, kad daugiau nei pusė sfingomielino eukariotinėse ląstelėse randama plazmos membranoje. Tačiau tai priklauso nuo ląstelių tipo. Pavyzdžiui, fibroblastuose jis sudaro beveik 90% visų lipidų.

Šio lipido sintezės ir metabolizmo procesų dereguliavimas lemia sudėtingų patologijų arba lipidozės atsiradimą. Jų pavyzdys yra paveldima Niemann-Pick liga, kuriai būdinga hepatosplenomegalija ir progresuojanti neurologinė disfunkcija..

Indeksas

  • 1 Struktūra
  • 2 Funkcijos
    • 2.1 - Signalizavimas
    • 2.2. Struktūra
  • 3 Santrauka
  • 4 Metabolizmas
  • 5 Nuorodos

Struktūra

Sphingomielinas yra amfipatinė molekulė, sudaryta iš poliarinės galvos ir dviejų apolinių uodegų. Polinė galvos grupė yra fosfolino molekulė, todėl ji gali atrodyti panaši į glicerofosfolipido fosfatidilcholiną (PC). Tačiau tarp šių dviejų molekulių yra didelių skirtumų tarp paviršinio ir hidrofobinio regiono.

Dažniausia žinduolių sfingomielino molekulė yra ceramidas, sudarytas iš sfingozino (1,3-dihidroksi-2-amino-4-oktadekeno), turinčio dvigubą ryšį tarp 4 ir 4 pozicijų anglies. 5 angliavandenilių grandinės. Jo prisotintas darinys, sfinganinas, taip pat yra dažnas, tačiau jis randamas mažesne dalimi.

Sfingomyelino hidrofobinių uodegų ilgis svyruoja nuo 16 iki 24 anglies atomų, o riebalų rūgščių sudėtis priklauso nuo audinio..

Pavyzdžiui, žmogaus smegenų baltosios medžiagos sfingomielinai turi nervų rūgštį, o pilkosios medžiagos - daugiausia stearino rūgšties, o paplitusi forma trombocituose yra arachidonatas..

Apskritai, tarp dviejų sfingomielino riebalų rūgščių grandinių yra skirtumų, kurie, atrodo, yra palankesni "angliavandenilių" reiškiniams tarp angliavandenilių priešingose ​​vienatūrėse. Tai suteikia membranai ypatingą stabilumą ir ypatingas savybes, palyginti su kitomis šio sfingolipido membranomis..

Molekulės sąsajos regione sfingomielinas turi amido grupę ir laisvą hidroksilą anglies 3, kuris gali būti vandenilio jungčių donorais ir akceptoriais tarpmolekulinėms jungtims, svarbioms šoninių domenų ir sąveikos apibrėžimui. su įvairių tipų molekulėmis.

Funkcijos

-Ženklai

Sfingozino-ceramido, sfingozino, sfingozino 1-fosfato ir diacilglicerolio metabolizmo produktai yra svarbūs ląstelių efektai ir yra svarbūs daugeliui ląstelių funkcijų, tokių kaip apoptozė, vystymasis ir senėjimas, ląstelių signalizacija, be kita ko..

-Struktūra

Dėl trimatės "cilindrinės" sfingomielino struktūros šis lipidas gali sudaryti kompaktiškesnes ir užsakytas membranų sritis, kurios turi svarbių funkcinių pasekmių baltymų požiūriu, nes jos gali sukurti specifinius domenus kai kuriems integriniams membraniniams baltymams..

Lipidų ir caveolių "plaustais"

Lipidiniai plaustai, membranos fazės arba mikroprocesoriniai sfingolipidų domenai, tokie kaip sfingomielinas, kai kurie glicerofosfolipidai ir cholesterolis, yra stabilios platformos membraninių baltymų susiejimui su įvairiomis funkcijomis (receptoriai, transporteriai ir tt)..

Caveolae yra plazmos membranos invaginacijos, į kurias įdarbinami baltymai, turintys GPI inkarus ir kurie taip pat turi daug sfingomielino..

Kalbant apie cholesterolį

Cholesterolis, dėl savo struktūrinio standumo, žymiai veikia ląstelių membranų struktūrą, ypač su skysčiu susijusiais aspektais, todėl jis laikomas esminiu elementu.

Kadangi sfingomielinai turi tiek vandenilio junginių donorus ir akceptorius, manoma, kad jie gali sudaryti „stabilesnes“ sąveikas su cholesterolio molekulėmis. Todėl teigiama, kad membranose esantis cholesterolio ir sfingomielino kiekis yra teigiamas ryšys..

Sintezė

Sfingomielino sintezė vyksta Golgi komplekse, kur keramidas, transportuojamas iš endoplazminio tinklelio (ER), yra modifikuojamas pernešant fosfocholino molekulę iš fosfatidilcholino, kartu su diacilglicerolio molekule. Reakciją katalizuoja SM sintazė (ceramidas: fosfatidilcholino fosfolino transferazė)..

Taip pat yra dar vienas sfingomielino gamybos būdas, kuris gali įvykti perkeldamas fosfotetilaminaminą iš fosfatidiletanolamino (PE) į ceramidą, po to metilinant fosfonetanolaminą. Manoma, kad tai gali būti ypač svarbu kai kuriuose PE turtinguose nervų audiniuose.

Sphingomielino sintazė randama Golgi komplekso membranos pusėje, kuri sutampa su papildoma citoplazmine sfingomielino vieta daugelyje ląstelių..

Dėl polifininės sfingomielino grupės savybių ir akivaizdaus specifinių translokazių nebuvimo, šio lipido topologinė orientacija priklauso nuo fermento sintazės..

Metabolizmas

Sfingomielino skilimas gali atsirasti tiek plazmos membranoje, tiek lizosomose. Lizosominė hidrolizė į ceramidą ir fosocholiną priklauso nuo rūgštinio sfingomielinazės, tirpaus lizosominio glikoproteino, kurio aktyvumas yra optimalus pH maždaug 4,5..

Hidrolizę plazmos membranoje katalizuoja sfingomielinazė, kuri veikia esant pH 7,4, ir reikia veikti dvivalentiais magnio arba mangano jonais. Kiti fermentai, susiję su sfingomielino metabolizmu ir perdirbimu, randami skirtinguose organeliuose, kurie yra tarpusavyje susiję per vezikulinį transportą.

Nuorodos

  1. Barenholz, Y. & Thompson, T. E. (1999). Sphingomielinas: biofiziniai aspektai. Lipidų chemija ir fizika, 102, 29-34.
  2. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipido biochemija. (D. Hanahan, red.), „Lipid Research 3“ vadovas (1 red.). Plenum Press.
  3. Koval, M., & Pagano, R. (1991). Sfingomielino intraceliulinis transportavimas ir metabolizmas. Biochimic, 1082, 113-125.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Martin, K. (2003). Molecular Cell Biology (5-asis red.). Freeman, W. H. & Company.
  5. Millat, G., Chikh, K., Naureckiene, S., Sleat, D.E., Fensomas, A.H., Higaki, K., ... Vanier, M.T. (2001). C tipo Niemann-Pick liga: HE1 mutacijų ir genotipo / fenotipo koreliacijų spektras NPC2 grupėje. Am. J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
  6. Ramstedt, B., ir Slotte, P. (2002). Sfingomielinų membranos savybės. FEBS Letters, 531, 33-37.
  7. Slotte, P. (1999). Sphingomielino - cholesterolio sąveika biologinėse ir modelio membranose. Lipidų chemija ir fizika, 102, 13-27.
  8. Vance, J. E., ir Vance, D. E. (2008). Lipidų, lipoproteinų ir membranų biochemija. New Comprehensive Biochemistry 36 tomas (4-asis red.). Elsevier.