Sphingomyeliinin rakenne, toiminnot, synteesi ja aineenvaihdunta



sfingomyeliini Se on eläinten kudoksissa runsain sfingolipidi: sen läsnäolo on todistettu kaikissa tähän mennessä tutkituissa solukalvoissa. Sillä on rakenteellisia samankaltaisuuksia polaarisen pään ryhmässä olevan fosfatidyylikoliinin kanssa, joten se luokitellaan myös fosfolipidiksi (fosforipingolipidi)..

1880-luvun vuosikymmenellä tiedemies Johann Thudichum eristi eetteriliukoisen lipidikomponentin aivokudoksesta ja nimesi sen sfingomyeliiniksi. Myöhemmin vuonna 1927 tämän sfingolipidin rakenne ilmoitettiin N-asyyli-sfingosiini-1-fosfo- koliinina.

Kuten muut sfingolipidit, sfingomyeliini on sekä rakenteellisia ja solun signaloinnin toimintoja, ja on erityisen runsaasti hermokudoksen, erityisesti myeliinituppi, joka kattaa ja eristää aksonien tiettyjen hermosolujen.

Sen jakautumista on tutkittu subcellulaarisen fraktioinnin ja entsymaattisen hajoamisen kokeilla sfingomyelinaasien kanssa, ja tulokset osoittavat, että yli puolet eukaryoottisoluissa olevasta sfingomyeliinistä löytyy plasmamembraanista. Se riippuu kuitenkin solutyypistä. Esimerkiksi fibroblasteissa se edustaa lähes 90% lipidien kokonaismäärästä.

Tämän lipidin synteesin ja aineenvaihdunnan prosessien sääntelyn purkaminen johtaa monimutkaisten patologioiden tai lipidoosin kehittymiseen. Esimerkki näistä on perinnöllinen Niemann-Pick-tauti, jolle on tunnusomaista hepatosplenomegalia ja progressiivinen neurologinen toimintahäiriö.

indeksi

  • 1 Rakenne
  • 2 Toiminnot
    • 2.1 - Merkinanto
    • 2.2 - Rakenne
  • 3 Yhteenveto
  • 4 Metabolia
  • 5 Viitteet

rakenne

Sphingomyeliini on amfipaattinen molekyyli, joka koostuu polaarisesta päästä ja kahdesta apolaarisesta hännästä. Polaarinen pääryhmä on fosfoliinimolekyyli, joten se voi näyttää samalta kuin glyserofosfolipidifosfatidyylikoliini (PC). Näiden kahden molekyylin välissä on kuitenkin huomattavia eroja rajapinnan ja hydrofobisen alueen suhteen.

Yleisin emäksen molekyyli on sfingomyeliini nisäkkään keramidi koostuu sfingosiini (1,3-dihydroksi-2-amino-4-oktadekeeni), jolla on trans-kaksoissidos hiiliatomien asemissa 4 ja 5 hiilivetyketjun. Sen kylläinen johdannainen, sfinganiini, on myös yleinen, mutta se löytyy pienemmästä osuudesta.

Sfingomyeliinin hydrofobisten hännän pituus on 16 - 24 hiiliatomia ja rasvahappojen koostumus vaihtelee kudoksen mukaan..

Esimerkiksi ihmisen aivojen valkoisen aineen sfingomyeliineillä on hermohappoa, harmaat aineet sisältävät pääasiassa steariinihappoa, ja yleinen muoto verihiutaleissa on arakidonaatti..

Yleensä on olemassa eroja pituuden välillä sfingomyeliinin kahden rasvahappoketjun välillä, mikä näyttää suosivan "interdigitaatiota" ilmiöitä hiilivetyjen välillä vastakkaisissa kerroksissa. Tämä aikaansaa kalvolle erityisen vakauden ja erityisominaisuudet suhteessa muihin, tämän sfingolipidin huonompiin kalvoihin..

Faasien molekyylin alueella, sfingomyeliini on amidiryhmä ja vapaan hydroksyyliryhmän asemassa C-3, joka voi toimia luovuttajia ja vastaanottajia varten vetysidokset ja molekyylien välisiä sidoksia sisäistä tärkeä määriteltäessä domeenit ja vuorovaikutus puoli erilaisten molekyylien kanssa.

tehtävät

-signalointi

Metaboliatuotteet -ceramida sfingosiini, sfingosiini, sfingosiini 1-fosfaatti ja diacilglicerol- ovat tärkeitä solujen efektoreita ja antaa sen rooli usean solun toimintoja, kuten apoptoosi, kehityksen ja ikääntymisen, solujen signalointi, jne..

-rakenne

Kiitos "sylinterimäinen" kolmiulotteinen rakenne sfingomyeliini, tämä lipidi voivat muodostaa domeenien enemmän kompakti ja hallittu kalvon, jolla on merkittäviä toiminnallisia vaikutuksia näkökulmasta proteiinin katsottuna, koska ne voivat vahvistaa tiettyjen domain noin kiinteä kalvoproteiinien.

Lipidi- ja caveolas-lautoissa

Lipidilautat, kalvofaasit tai sfingolipidien mikrojärjestysdomeenit, kuten sfingomyeliini, jotkut glyserofosfolipidit ja kolesteroli, edustavat stabiileja alustoja kalvoproteiinien yhdistämiselle eri toiminnoilla (reseptorit, kuljettajat jne.).

Caveolae ovat plasmamembraanin invaginaatioita, jotka palkkaavat proteiineja GPI-ankkurien kanssa ja ovat myös runsaasti sfingomyeliiniä.

Kolesterolin suhteen

Kolesteroli vaikuttaa sen rakenteellisen jäykkyyden vuoksi merkittävästi solukalvojen rakenteeseen, erityisesti sujuvuuteen liittyvissä asioissa, minkä vuoksi sitä pidetään olennaisena osana.

Koska sfingomyeliineillä on sekä vety-sidoksen luovuttajia että akseptoreita, niiden uskotaan kykenevän muodostamaan enemmän "stabiileja" vuorovaikutuksia kolesterolimolekyylien kanssa. Siksi sanotaan, että kolesterolin ja sfingomyeliinin tasojen välillä on positiivinen korrelaatio kalvoissa.

synteesi

Synteesi sfingomyeliinin tapahtuu Golgin monimutkainen, jossa seramidin kuljetetaan endoplasmakalvostoon (ER) on modifioitu siirtämällä fosfokoliini fosfatidyylikoliinista molekyyli, samanaikaisen vapautumisen yhden molekyylin diasyyliglyserolin. Reaktion katalysoivat SM-syntaasi (seramidin: fosfatidyylikoliini fosfokoliini transferaasi).

On myös toinen sfingomyeliinintuotantopolku, joka voi tapahtua siirtämällä fosfo- etanoliamiinia fosfatidyylietanoliamiinista (PE) seramidiin, minkä jälkeen seuraa fosfo- etanoliamiinin metylointi. Tämän uskotaan olevan erityisen tärkeää joissakin PE-rikkaissa hermokudoksissa.

Sfingomyeliinisyntaasi löytyy Golgi-kompleksin kalvon luminaaliselta puolelta, joka on samanaikainen sfingomyeliinin ylimääräisen sytoplasmisen sijainnin kanssa useimmissa soluissa..

Sfingomyeliinin polaarisen ryhmän ominaisuuksien ja spesifisten translokaasien ilmeisen puuttumisen vuoksi tämän lipidin topologinen orientaatio riippuu entsyymisyntaasista..

aineenvaihdunta

Sfingomyeliinin hajoaminen voi tapahtua sekä plasmamembraanissa että lysosomeissa. Lysosomihydrolyysi seramidiksi ja fosfo- koliiniksi riippuu happamasta sfingomyelinaasista, liukoisesta lysosomaalisesta glykoproteiinista, jonka aktiivisuuden pH on noin 4,5..

Plasman kalvossa tapahtuva hydrolyysi katalysoidaan sfingomyelinaasilla, joka toimii pH: ssa 7,4 ja joka vaatii kaksiarvoisia magnesium- tai mangaanioneja toimimaan. Muut sfingomyeliinin metaboliaan ja kierrätykseen osallistuvat entsyymit löytyvät erilaisista organelleista, jotka on liitetty toisiinsa vesikulaaristen kuljetusreittien kautta.

viittaukset

  1. Barenholz, Y. & Thompson, T. E. (1999). Sphingomyeliini: biofysikaaliset näkökohdat. Lipidien kemia ja fysiikka, 102, 29-34.
  2. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipid biokemia. (D. Hanahan, toim.), Lipid Research 3: n käsikirja (1. painos). Plenum Press.
  3. Koval, M., & Pagano, R. (1991). Sfingomyeliinin solunsisäinen kuljetus ja metabolia. 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. painos). Freeman, W. H. & Company.
  5. Millat, G., Chikh, K., Naureckiene, S., Sleat, D.E., Fensom, A.H., Higaki, K., ... Vanier, M.T. (2001). Niemann-Pick-tauti Tyyppi C: HE1-mutaatioiden spektri ja genotyyppi / fenotyyppikorrelaatiot NPC2-ryhmässä. Am. J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
  6. Ramstedt, B., & Slotte, P. (2002). Sfingomyeliinien kalvon ominaisuudet. FEBS Letters, 531, 33-37.
  7. Slotte, P. (1999). Sphingomyeliini - kolesterolin vuorovaikutus biologisissa ja mallikalvoissa. Lipidien kemia ja fysiikka, 102, 13-27.
  8. Vance, J. E., ja Vance, D. E. (2008). Lipidien, lipoproteiinien ja kalvojen biokemia. Julkaisussa New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4. painos). Elsevier.