Структура, функције, синтеза и метаболизам Сфингомијелина



Тхе спхингомиелин То је најзаступљенији сфинголипид у животињским ткивима: његово присуство је доказано у свим досадашњим станичним мембранама. Има структуралне сличности са фосфатидилхолином у групи поларне главе, тако да је такође класификован као фосфолипид (фосфосфинголипид)..

У деценију 1880-их, научник Јоханн Тхудицхум је изоловао липидну компоненту растворљиву у етру из можданог ткива и назвао је сфингомијелин. Касније, 1927., структура овог сфинголипида је пријављена као Н-ацил-сфингозин-1-фосфохолин.

Као и други сфинголипиди, сфингомијелин има и структуралне и ћелијске сигналне функције, а посебно је заступљен у нервним ткивима, посебно у мијелину, омотачу који покрива и изолује аксоне одређених неурона..

Његова дистрибуција је проучавана експериментима субцелуларне фракционације и ензимске деградације са сфингомијелиназама, а резултати указују да се више од половине сфингомијелина у еукариотским ћелијама налази у плазма мембрани. Међутим, то зависи од типа ћелије. У фибробластима, на пример, он представља скоро 90% укупних липида.

Дерегулација процеса синтезе и метаболизма овог липида доводи до развоја комплексних патологија или липидозе. Пример за то је наследна Ниеманн-Пицк-ова болест, коју карактерише хепатоспленомегалија и прогресивна неуролошка дисфункција.

Индек

  • 1 Струцтуре
  • 2 Функције
    • 2.1 - Сигнализација
    • 2.2 -Структура
  • 3 Суммари
  • 4 Метаболизам
  • 5 Референце

Структура

Спхингомиелин је амфипатски молекул састављен од поларне главе и два аполарна репа. Поларна глава је молекул фосфохолина, тако да може изгледати слично глицерофосфолипидном фосфатидилхолину (ПЦ). Међутим, постоје значајне разлике у погледу међуфазног и хидрофобног региона између ова два молекула.

Најчешћа база у сфингомијелинском молекулу сисара је церамид, састављен од сфингозина (1,3-дихидрокси-2-амино-4-октадецен), који има двоструку везу у транс између угљеника положаја 4 и 5 ланца угљоводоника. Њен засићени дериват, спхинганин, је такође чест, али се налази у мањем проценту.

Дужина хидрофобних репова сфингомијелина креће се од 16 до 24 атома угљеника и састав масних киселина варира у зависности од ткива.

На пример, сфингомијелини беле материје људског мозга поседују нервонску киселину, она сиве материје углавном садрже стеаринску киселину, а преовлађујућа форма у тромбоцитима је арахидонат..

Генерално, постоји разлика у дужини између два ланца масних киселина спхингомиелина, који изгледа да фаворизује "интердигитатион" феномене између угљоводоника у супротним монолајима. Ово даје мембрани посебну стабилност и посебна својства у односу на друге, слабије мембране у овом сфинголипиду..

У међуфазном подручју молекула, сфингомијелин поседује амидну групу и слободни хидроксил у угљенику 3, који може послужити као донори и акцептори водикових веза за интра- и интермолекуларне везе, важне у дефинисању латералних домена и интеракције са различитим типовима молекула.

Функције

-Сигнаге

Производи метаболизма сфингозина -церамида, сфингозина, сфингозина 1-фосфата и диацилглицерола су важни ћелијски ефектори и дају му улогу у вишеструким ћелијским функцијама, као што су апоптоза, развој и старење, ћелијска сигнализација, између осталих..

-Структура

Захваљујући тродимензионалној "цилиндричној" структури сфингомијелина, овај липид може да формира компактније и уређеније мембранске домене, који имају важне функционалне импликације са становишта протеина, јер могу да успоставе специфичне домене за неке интегралне мембранске протеине..

У сплавовима са липидима и пећинама

Липидни сплавови, мембранске фазе или микро-уређени домени сфинголипида као што су сфингомијелин, неки глицерофосфолипиди и холестерол, представљају стабилне платформе за повезивање мембранских протеина са различитим функцијама (рецептори, транспортери, итд.).

Цавеолае су инвагинације плазма мембране које регрутују протеине са ГПИ сидрима и такође су богате спхингомиелином..

У вези са холестеролом

Холестерол, због своје структурне ригидности, значајно утиче на структуру ћелијских мембрана, посебно у аспектима везаним за флуидност, због чега се сматра есенцијалним елементом.

Пошто сфингомиелини поседују и доноре водоничне везе и акцепторе, верује се да су способни да формирају више "стабилне" интеракције са молекулима холестерола. Због тога се каже да постоји позитивна корелација између нивоа холестерола и сфингомијела у мембранама..

Синтхесис

Синтеза сфингомијела јавља се у Голгијевом комплексу, где се церамид транспортован из ендоплазматског ретикулума (ЕР) модификује преносом молекула фосфохолина из фосфатидилхолина, уз истовремено ослобађање молекула диацилглицерола. Реакција је катализована СМ синтазом (церамид: фосфатидилхолин фосфохолин трансфераза).

Постоји још један пут производње сфингомилина који се може појавити преношењем фосфоетаноламина из фосфатидилетаноламина (ПЕ) у церамид, са накнадном метилацијом фосфоетаноламина. Сматра се да то може бити посебно важно у неким живчаним ткивима богатим ПЕ.

Спхингомиелин синтаза се налази на луминалној страни мембране Голгијевог комплекса, што се подудара са додатном цитоплазматском локацијом спхингомиелина у већини ћелија..

Због карактеристика поларне групе сфингомијелина и очигледног одсуства специфичних транслоцаза, тополошка оријентација овог липида зависи од ензимске синтазе..

Метаболизам

Деградација сфингомијела може се јавити како у плазма мембрани тако иу лизосомима. Лизосомска хидролиза до церамида и фосфохолина зависи од киселе сфингомијелиназе, растворљивог лизосомалног гликопротеина чија активност има оптимални пХ око 4.5..

Хидролиза у плазматској мембрани се катализира са сфингомијелиназом која функционише на пХ 7,4 и захтева функционисање двовалентних јона магнезијума или мангана. Остали ензими који су укључени у метаболизам и рециклирање сфингомијела налазе се у различитим органелама које су међусобно повезане путем везикуларних транспортних путева.

Референце

  1. Баренхолз, И., & Тхомпсон, Т. Е. (1999). Спхингомиелин: биофизички аспекти. Хемија и физика липида, 102, 29-34.
  2. Канфер, Ј., & Хакомори, С. (1983). Спхинголипид Биоцхемистри. (Д. Ханахан, Ед.), Хандбоок оф Липид Ресеарцх 3 (1ст ед.). Пленум Пресс.
  3. Ковал, М., & Пагано, Р. (1991). Интрацелуларни транспорт и метаболизам сфингомијелина. Биоцхимиц, 1082, 113-125.
  4. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., Мартин, К. (2003). Молецулар Целл Биологи (5. изд.). Фрееман, В. Х. & Цомпани.
  5. Миллат, Г., Цхикх, К., Наурецкиене, С., Слеат, Д.Е., Фенсом, А.Х., Хигаки, К., ... Ваниер, М.Т. (2001). Ниеманн-Пицк Дисеасе Тип Ц: Спектар ХЕ1 мутација и корелације генотипа / фенотипа у НПЦ2 групи. Ам. Генет., 69, 1013-1021.
  6. Рамстедт, Б., & Слотте, П. (2002). Мембранска својства сфингомијелина. ФЕБС Леттерс, 531, 33-37.
  7. Слотте, П. (1999). Интеракције сфингомијелина - холестерола у биолошким и моделним мембранама. Хемија и физика липида, 102, 13-27.
  8. Ванце, Ј.Е., & Ванце, Д.Е. (2008). Биохемија липида, липопротеина и мембрана. Ин Нев Цомпрехенсиве Биоцхемистри Вол. 36 (4тх ед.). Елсевиер.