Δομή, λειτουργίες, σύνθεση και μεταβολισμός της σφιγγομυελίνης

Το σφιγγομυελίνη Είναι το πιο άφθονο σφιγγολιπίδιο σε ζωικούς ιστούς: η παρουσία του έχει αποδειχθεί σε όλες τις κυτταρικές μεμβράνες που έχουν μελετηθεί μέχρι σήμερα. Έχει δομικές ομοιότητες με την φωσφατιδυλοχολίνη στην ομάδα της πολικής κεφαλής, έτσι ταξινομείται επίσης ως φωσφολιπίδιο (φωσφοεσφιγγολιπίδιο).

Στη δεκαετία του 1880, ο επιστήμονας Johann Thudichum απομόνωσε ένα αιθεροδιαλυτό λιπιδικό συστατικό από τον ιστό του εγκεφάλου και το ονόμασε σφιγγομυελίνη. Αργότερα, το 1927, η δομή αυτού του σφιγγολιπιδίου αναφέρθηκε ως Ν-ακυλο-σφιγγοσίνη-1-φωσφοχολίνη.

Όπως και άλλα σφιγγολιπίδια, σφιγγομυελίνη έχει τόσο δομικές και κυτταρικές λειτουργίες σηματοδότησης, και είναι ιδιαίτερα άφθονη στο νευρικό ιστό, ειδικά στο έλυτρο μυελίνης που καλύπτει και μονώνει άξονες ορισμένων νευρώνων.

Η κατανομή έχει μελετηθεί από υποκυτταρική πειράματα κλασμάτωσης και ενζυματική αποικοδόμηση με σφιγγομυελινάσης, και τα αποτελέσματα δείχνουν ότι περισσότερο από το ήμισυ της σφιγγομυελίνης σε ευκαρυωτικά κύτταρα βρίσκεται στην πλασματική μεμβράνη. Ωστόσο, εξαρτάται από τον τύπο κυττάρων. Στους ινοβλάστες, για παράδειγμα, αντιπροσωπεύει σχεδόν το 90% των συνολικών λιπιδίων.

Η απορύθμιση των διαδικασιών σύνθεσης και μεταβολισμού αυτού του λιπιδίου οδηγεί στην ανάπτυξη σύνθετων παθολογιών ή λιπιδίων. Ένα παράδειγμα αυτών είναι η κληρονομική νόσος Niemann-Pick, που χαρακτηρίζεται από ηπατοσπληνομεγαλία και προοδευτική νευρολογική δυσλειτουργία.

Ευρετήριο

• 1 Δομή
• 2 Λειτουργίες
  • 2.1 - Σηματοδότηση
  • 2.2 -Στασκευή
• 3 Περίληψη
• 4 Μεταβολισμός
• 5 Αναφορές

Δομή

Η σφιγγομυελίνη είναι ένα αμφιπαθητικό μόριο αποτελούμενο από πολική κεφαλή και δύο απολιθωμένες ουρές. Η πολική ομάδα κεφαλής είναι ένα μόριο φωσφοχολίνης, έτσι μπορεί να μοιάζει με τη γλυκεροφωσφολιπιδική φωσφατιδυλοχολίνη (PC). Ωστόσο, υπάρχουν σημαντικές διαφορές όσον αφορά την μετωπική και υδρόφοβη περιοχή μεταξύ αυτών των δύο μορίων.

Η πιο κοινή βάση σε ένα μόριο είναι σφιγγομυελίνη κεραμίδιο θηλαστικών αποτελείται από σφιγγοσίνη (1,3-διϋδροξυ-2-αμινο-4-δεκαοκτενο), που έχει ένα trans διπλό δεσμό μεταξύ των ανθράκων στις θέσεις 4 και 5 της υδρογονανθρακικής αλυσίδας. Το κορεσμένο παράγωγο του, η σφιγγανίνη, είναι επίσης κοινό, αλλά βρίσκεται σε μικρότερο ποσοστό.

Το μήκος των υδρόφοβων ουρών σφιγγομυελίνης κυμαίνεται από 16 έως 24 άτομα άνθρακα και η σύνθεση λιπαρών οξέων ποικίλει ανάλογα με τον ιστό.

Σφιγγομυελίνες λευκή ουσία του ανθρώπινου εγκεφάλου, για παράδειγμα, έχουν νερβονικού οξέος, η φαιά ουσία περιέχει κυρίως στεατικό οξύ, και η επικρατούσα μορφή στα αιμοπετάλια είναι αραχιδονικό.

υπάρχει γενικά μια διαφορά μήκους μεταξύ των δύο αλυσίδες λιπαρών οξέων της σφιγγομυελίνης, που φαίνεται να ευνοεί φαινόμενα «διαπλεκόμενα» τους υδρογονάνθρακες σε αντίθετες μονοστιβάδες. Αυτό παρέχει στη μεμβράνη ιδιαίτερη σταθερότητα και ειδικές ιδιότητες σε σχέση με άλλες, φτωχότερες μεμβράνες αυτού του σφιγγολιπιδίου..

Στην διεπιφανειακή περιοχή του μορίου, σφιγγομυελίνη έχει μία ομάδα αμιδίου και ένα ελεύθερο υδροξύλιο στο C-3, η οποία μπορεί να χρησιμεύσει ως δότες και δέκτες για δεσμούς υδρογόνου και διαμοριακών δεσμών ενδο- σημασία στον ορισμό τομείς και πλευρικά αλληλεπίδραση με διαφορετικούς τύπους μορίων.

Λειτουργίες

-Σήμανση

Προϊόντα του μεταβολισμού -ceramida σφιγγοσίνης, σφιγγοσίνη, 1-φωσφορικής σφιγγοσίνης και diacilglicerol- είναι σημαντικές κυτταρικές τελεστές και να της δώσει ένα ρόλο σε πολλές κυτταρικές λειτουργίες, όπως απόπτωση, ανάπτυξης και της γήρανσης, κυτταρική σηματοδότηση, κ.λπ..

-Δομή

Χάρη στην «κυλινδρικό» τρισδιάστατη δομή της σφιγγομυελίνης, αυτή η λιπιδική μπορεί να σχηματίζει περιοχές των πιο συμπαγής και ομαλή μεμβράνη, η οποία έχει σημαντικές λειτουργικές συνέπειες από την άποψη πρωτεΐνης, δεδομένου ότι μπορεί να δημιουργήσει συγκεκριμένους τομείς για μερικές ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες.

Στα λιπίδια και στις σπηλιές "σχεδίες"

λιπιδικές σχεδίες, μεμβράνη φάσεις ή παραγγέλθηκαν σφιγγομυελίνη μικρο domains σφιγγολιπίδιο, μερικοί γλυκεροφωσφολιπίδια και χοληστερόλης για τη σύνδεση αντιπροσωπεύουν σταθερή πλατφόρμες πρωτεΐνη μεμβράνης με διάφορες λειτουργίες (υποδοχείς, μεταφορείς, κτλ).

Τα Caveolae είναι εισβολές της μεμβράνης του πλάσματος που προσλαμβάνουν πρωτεΐνες με GPI άγκυρες και είναι επίσης πλούσιες σε σφιγγομυελίνη.

Σε σχέση με τη χοληστερόλη

Η χοληστερόλη, λόγω της δομικής ακαμψίας της, επηρεάζει σημαντικά τη δομή των κυτταρικών μεμβρανών, ιδιαίτερα σε πτυχές που σχετίζονται με τη ρευστότητα, γι 'αυτό θεωρείται ένα βασικό στοιχείο.

Επειδή οι σφιγγομυελίνες διαθέτουν αμφότερους δότες και δέκτες υδρογόνου, πιστεύεται ότι είναι ικανοί να σχηματίζουν περισσότερο "σταθερές" αλληλεπιδράσεις με μόρια χοληστερόλης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο λέγεται ότι υπάρχει μια θετική συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων χοληστερόλης και σφιγγομυελίνης στις μεμβράνες.

Σύνθεση

Η σύνθεση της σφιγγομυελίνης συμβαίνει στο συγκρότημα Golgi, όπου κεραμίδιο μεταφέρονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER) τροποποιείται με τη μεταβίβαση των φωσφοχολίνης από μορίου φωσφατιδυλοχολίνη, με την ταυτόχρονη απελευθέρωση ενός μορίου διακυλογλυκερόλη. Η αντίδραση καταλύεται από συνθάση SM (κεραμιδική: φωσφατιδυλοχολίνη φωσφοχολινοτρανσφεράση).

Υπάρχει ένας άλλος τρόπος για την παραγωγή σφιγγομυελίνης μπορεί να συμβεί με μεταφορά ενός φωσφοαιθανολαμίνης από φωσφατιδυλαιθανολαμίνη (ΡΕ) για να κεραμίδιο, με επακόλουθη μεθυλίωση του φωσφοαιθανολαμίνης. Θεωρείται ότι αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε ορισμένους ιστούς νευρικών πλούσιων σε ΡΕ.

Η συνθάση της σφιγγομυελίνης βρίσκεται στην ανοιχτή πλευρά της μεμβράνης του συμπλέγματος Golgi, η οποία συμπίπτει με την επιπλέον κυτταροπλασματική θέση της σφιγγομυελίνης στα περισσότερα κύτταρα.

Λόγω των χαρακτηριστικών της πολικής ομάδας σφιγγομυελίνης και της εμφανούς απουσίας συγκεκριμένων μεταφρασών, ο τοπολογικός προσανατολισμός αυτού του λιπιδίου εξαρτάται από τη συνθετάση του ενζύμου..

Μεταβολισμός

Η αποικοδόμηση της σφιγγομυελίνης μπορεί να συμβεί τόσο στη μεμβράνη πλάσματος όσο και στα λυσοσώματα. Η λυσοσωμική υδρόλυση σε κεραμίδιο και φωσφοχολίνη εξαρτάται από την όξινη σφιγγομυελινάση, μια διαλυτή λυσοσωμική γλυκοπρωτεΐνη της οποίας η δραστικότητα έχει ένα βέλτιστο ρΗ γύρω από 4,5.

Η υδρόλυση στην μεμβράνη του πλάσματος καταλύεται από μια σφιγγομυελινάση που λειτουργεί σε ρΗ 7,4 και απαιτεί δισθενή ιόντα μαγνησίου ή μαγγανίου να λειτουργούν. Άλλα ένζυμα που εμπλέκονται στο μεταβολισμό και στην ανακύκλωση της σφιγγομυελίνης βρίσκονται σε διάφορα οργανίδια που συνδέονται μεταξύ τους μέσω των οδών μεταφοράς των κυψελίδων.

Αναφορές

1. Barenholz, Υ., & Thompson, Τ. Ε. (1999). Σφιγκομυελίνη: βιοφυσικές πτυχές. Χημεία και Φυσική των Λιπιδίων, 102, 29-34.
2. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipid Biochemistry. (D. Hanahan, Ed.), Handbook of Lipid Research 3 (1η έκδοση). Plenum Press.
3. Koval, Μ., & Pagano, R. (1991). Ενδοκυτταρική μεταφορά και μεταβολισμός της σφιγγομυελίνης. Biochimic, 1082, 113-125.
4. Lodish, Η., Berk, Α., Kaiser, C.A., Krieger, Μ., Bretscher, Α., Ploegh, Η., Martin, Κ. (2003). Μοριακή κυτταρική βιολογία (5η έκδοση). Freeman, W. Η. & Company.
5. Millat, G., Chikh, Κ., Naureckiene, S., Sleat, D.E., Fensom, Α.Η., Higaki, Κ., ... Vanier, Μ.Τ. (2001). Νόσος Niemann-Pick τύπου C: Φάσμα μεταλλάξεων HE1 και συσχετίσεων γονότυπου / φαινοτύπου στην ομάδα NPC2. Am. J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
6. Ramstedt, Β., & Slotte, Ρ. (2002). Ιδιότητες μεμβράνης των σφιγγομυελίνων. FEBS Letters, 531, 33-37.
7. Slotte, Ρ. (1999). Οι αλληλεπιδράσεις σφιγγομυελίνης - χοληστερόλης σε βιολογικές και μοντέλου μεμβράνες. Χημεία και Φυσική των Λιπιδίων, 102, 13-27.
8. Vance, J.E., & Vance, D.E. (2008). Βιοχημεία λιπιδίων, λιποπρωτεϊνών και μεμβρανών. Στο New Comprehensive Biochemistry Τόμος 36 (4η έκδ.). Elsevier.