Sfingosiinisynteesi, rakenne, toiminnot ja sairaudet



sfingosiini on monimutkainen aminoalkoholia, jolla on suuri merkitys, koska se on yleensä sfingolipidien prekursorikomponentti. Tärkeimmät monimutkaiset fosfolipidit tai sfingolipidit ovat sfingomyeliini ja glykosfingolipidit. Ne täyttävät erityisiä tehtäviä hermosolujen kalvojen rakenteen säilyttämisessä, mikä mahdollistaa niiden tehtävien suorittamisen.

Kaikilla sfingolipideillä on yhteistä, että ne on muodostettu samalla emäksisellä aineella, ceramidilla, joka koostuu sfingosiinista ja asetyyliryhmästä, joten sitä kutsutaan myös N-acilespingosiiniksi..

Monimutkaisissa fosfolipideissä sfingomyeliini on yksi tärkeimmistä ja runsaimmista aivoissa ja hermokudoksessa. Sitä esiintyy pääasiassa hermoja peittävän myeliinikuoren ainesosana.

Vaikka glykosfingolipidit ovat sfingolipidejä, jotka sisältävät glukoosia. Merkittävimmät ovat cerebrosidit (galaktoserebrosidi ja glukoserebrosidi) ja gangliosidit. Nämä viimeksi mainitut puuttuvat hermostopulssien siirtoon, koska ne vastaavat hermopäätteitä.

On myös muita, kuten globidoja ja sulfatideja, jotka ovat osa koko organismin plasmamembraaneja ja jotka ovat tärkeitä membraanireseptoreina.

indeksi

  • 1 Yhteenveto
  • 2 Rakenne
  • 3 Toiminnot
    • 3.1 Sfingosiini
    • 3.2 Sfingosiinin johdannainen (sfingosiini-1-fosfaatti)
  • 4 Sfingosiinipuutoksen aiheuttamat sairaudet
    • 4.1 Farberin lipogranulomatoosi tai Farberin tauti
  • 5 Viitteet

synteesi

Aminoalkoholisfingosiini syntetisoidaan endoplasmiseen retikulumaan. Synteesimenetelmä tapahtuu seuraavasti:

Aminohapposeriini, kun se on aktivoitu sitomalla pyridoksaalifosfaattiin mangaani-ionien läsnä ollessa, sitoutuu palmitoyyli-CoA: han, jolloin muodostuu 3-ketoespananiini. Tämä reaktio antaa CO: n2.

Sfingosiini muodostuu kahden pelkistysvaiheen jälkeen. Entsyymi 3-ketoesinganiini-reduktaasi vaikuttaa ensimmäiseen. Tämä reaktio käyttää NADPH: ta H-luovuttajana+, muodostavat dihydrospfososiinin.

Toisessa vaiheessa sfinganiini-reduktaasin entsyymi vaikuttaa flavoproteiinin mukana, jossa saadaan sfingosiinia.

Sfingosiini voidaan toisaalta syntetisoida sfingolipidien katabolismilla. Esimerkiksi kun sfingomyeliini on hydrolysoitu rasvahappo, fosforihappo, koliini ja sfingosiini muodostetaan.

rakenne

Aminoalkoholisfingosiinin kemiallinen nimi on 2-amino-4-oktadekeeni-1,3-dioli. Kemiallinen rakenne voidaan kuvata hiilivetyketjuna, joka koostuu yhteensä 18 hiilestä, aminoryhmän ja alkoholiryhmän kanssa.

tehtävät

sfingosiini

Normaaleissa olosuhteissa sfingoliinien tuottama sfingosiini käytetään uudelleen uusien sfingolipidien uusiutumiseen ja muodostumiseen.

Sfingosiini vaikuttaa solujen aineenvaihdunnan säätelyyn, joka liittyy lipidien signalointireitteihin, solunulkoisena välittäjänä, joka vaikuttaa proteiinikinaasiin C, joka kontrolloi solujen kasvun ja kuoleman prosessissa mukana olevia entsyymejä.

Se toimii myös toisena solunsisäisenä sanansaattajana. Tämä aine pystyy pysäyttämään solusyklin, indusoimalla solun ohjelmoidun solukuoleman tai apoptoosin.

Tämän toiminnon ansiosta se on herättänyt kiinnostusta tutkijoihin syöpähoitona yhdessä kasvainekroositekijän α kanssa.

Sfingomyeliinien hajoamisen lisääntyminen aiheuttaa sfinganiinin ja sfingosiinin kertymisen (sfingoidin emäkset). Nämä suurina pitoisuuksina olevat aineet estävät solukalvojen asianmukaista toimintaa.

Tämä sfingosiinin kertyminen voi tapahtua myrkytystapauksissa, kun käytetään fumonisiinien saastuttamia jyviä, Fusarium-sienien tuottamaa mykotoksiinien tyyppiä säilytyksen aikana..

Fumonisiini estää ceramidisyntaasin entsyymiä, joka johtaa keramidin (N-asyylisfingosiinin) muodostumiseen..

Samalla se ei salli sfingomyeliinin synteesiä, joten sfingosiini yhdessä sfinganiinin kanssa keskittyy liikaa, mikä aiheuttaa haitallisia vaikutuksia.

Johdettu sfingosiinista (sfingosiini-1-fosfaatista)

Sfingosiinin fosforylaatiosta kahdella entsyymillä (sfingosiinikinaasi 1 ja sfingosiinikinaasi 2) muodostuu sen johdettu sfingosiini-1-fosfaatti.

Sfingosiini-1-fosfaatilla on päinvastainen vaikutus sen prekursoriin. Se stimuloi solujen kasvua (mitogeeninen), joka estää joidenkin syövän torjuntaan käytettävien lääkkeiden apoptoottisen vaikutuksen, eli sen vaikutus on antiapoptoottinen.

Tätä ainetta on havaittu suurina pitoisuuksina erilaisissa pahanlaatuisissa prosesseissa ja kasvainkudoksissa. Tämän lipidiaineen reseptorien ilmentyminen on lisäksi liioiteltu.

Toisaalta sfingosiini-1-fosfaatti yhdessä keramidin 1-fosfaatin kanssa vaikuttaa immuunisolujen säätelyyn ja sitoutuu mainituissa soluissa oleviin spesifisiin reseptoreihin.

Erityisesti lymfosyytit esittävät tämän tyyppisiä reseptoreita, joita houkuttelee sfingosiini-1-fosfaatin läsnäolo. Niin, että lymfosyytit lähtevät imusolmukkeista, ne kulkevat imusolmukkeeseen ja myöhemmin verenkiertoon..

Sitten he keskittyvät paikkaan, jossa sfingolipidi syntetisoidaan, ja näin he osallistuvat tulehdusprosessiin.

Kun lymfosyytit sitoutuvat aineeseen reseptorin kautta ja indusoivat soluvasteen, ne sisäistävät reseptorit joko kierrättämään ne tai tuhoavat ne.

Tämän toiminnan havaitsivat tutkijat, jotka ovat kehittäneet sfingosiini-1-fosfaatin kaltaisia ​​aineita sitoutumaan spesifisiin reseptoreihin reseptorin sisäistymisen ja tuhoutumisen stimuloimiseksi aiheuttamatta solun aktivaatiota ja siten vähentämällä immuunivastetta.

Tämäntyyppinen aine on erityisen käyttökelpoinen immunosuppressiivisena hoitona autoimmuunisairauksissa, kuten multippeliskleroosissa.

Sfingosiinipuutoksen aiheuttamat sairaudet

Farberin lipogranulomatoosi tai Farberin tauti

Tämä on harvinainen sairaus, jolla on autosomaalinen recesssiivinen perinnöllinen luonne, hyvin harvinainen, vain 80 tapausta raportoidaan maailmanlaajuisesti.

Taudin syy on ASAH1-geenin mutaatio, joka koodaa happo-lysosomaalista ceramidaasientsyymiä. Tämän entsyymin tehtävänä on hydrolysoida keramidi ja muuttaa se sfingosiiniksi ja rasvahappoiksi.

Entsyymin puute aiheuttaa keramidin kertymisen, joka on puutos, joka ilmenee elinaikoina (3 - 6 kuukautta). Tauti ei ilmene samalla tavalla kaikissa kärsivissä yksilöissä, kun havaitaan lieviä, kohtalaisia ​​ja vakavia tapauksia.

Lievillä tapauksilla on pidempi elinajanodote, joka saavuttaa nuoruuden ja jopa aikuisuuden, mutta vakava muoto on aina hengenvaarallinen elämän alussa.

Taudin yleisimpiä kliinisiä ilmenemismuotoja ovat: kurkunpään aiheuttama vakava käheys, joka voi johtaa aponiaan, joka johtuu äänijohtojen tulehduksesta, dermatiitista, luuston muodonmuutoksesta, kivusta, tulehduksesta, halvauksesta, neurologisesta heikentymisestä tai henkisestä hidastumisesta..

Vaikeassa tapauksessa se saattaa sisältää sikiön hydropsia, hepatosplenomegaliaa, letargiaa ja granulomatoottisia infiltraatioita retikuloendoteliaalijärjestelmän keuhkoihin ja elimiin, kuten pernaan ja maksaan, joiden elinajanodote on hyvin lyhyt.

Tapauksissa, joissa elinajanodote on pidempi, erityistä hoitoa ei ole, vain oireita hoidetaan.

viittaukset

  1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Fumonisiinien kulutus ja vahingot ihmisten terveydelle. Kansanterveys Meksiko. 2010; 52 (5): 461 - 467. Saatavilla osoitteessa: scielo.org.
  2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Sfingosiini- ja ceramidikinaasien rooli. Immunol Lett.2005; 96 (2): 175-85.
  3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et ai. Sfingolipidit ja syöpä: ceramidi ja sfingosiini-1-fosfaatti solukuoleman ja lääkeresistenssin säätelyssä. Tuleva Oncol. 2010; 6 (10): 1603 - 24.
  4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sfingosiini-1-fosfaatti ja sen S1P1-reseptori: immuunivasteen säätelijät. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Saatavana Scielossa. Org
  5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Harperin biokemia. 12 ava painos, Toimituksellinen The Modern Manual. DF Meksiko.