Sfingomyelin yapısı, fonksiyonları, sentezi ve metabolizması



sfingomiyelin Hayvansal dokularda en bol bulunan sfingolipittir: bugüne kadar incelenen tüm hücre zarlarında varlığı kanıtlanmıştır. Polar kafa grubundaki fosfatidilkolin ile yapısal benzerlikleri vardır, bu yüzden fosfolipid (fosfoesphingolipid) olarak da sınıflandırılır..

1880'lerin on yılında, bilim adamı Johann Thudichum, beyin dokusundan eter çözünür bir lipit bileşeni izole etti ve buna sfingomyelin adını verdi. Daha sonra, 1927'de bu sfingolipidin yapısı, N-asil-sfingosin-1-fosfokolin olarak rapor edildi..

Diğer sfingolipidlerde olduğu gibi sfingomyelin hem yapısal hem de hücresel sinyalleşme fonksiyonlarına sahiptir ve özellikle sinir dokularında, özellikle de belirli nöronların aksonlarını kaplayan ve izole eden bir miyelin olan beynin içinde bol miktarda bulunur..

Dağılımı, subselüler fraksiyonasyon ve sfingomyelinazlarla enzimatik degradasyon deneyleri ile incelenmiştir ve sonuçlar ökaryotik hücrelerde sfingomyelinin yarısından fazlasının plazma membranında bulunduğunu göstermektedir. Ancak, bu hücre tipine bağlıdır. Örneğin fibroblastlarda, toplam lipitlerin neredeyse% 90'ını temsil eder..

Bu lipidin sentez ve metabolizma işlemlerinin düzensizleştirilmesi, karmaşık patolojilerin veya lipidozun gelişmesine neden olur. Bunların bir örneği, hepatosplenomegali ve ilerleyici nörolojik fonksiyon bozukluğu ile karakterize kalıtsal Niemann-Pick hastalığıdır..

indeks

  • 1 yapı
  • 2 İşlev
    • 2.1 - Sinyalleşme
    • 2.2-Yapı
  • 3 Özet
  • 4 Metabolizma
  • 5 Kaynakça

yapı

Sfingomyelin, bir kutup başı ve iki apolar kuyruktan oluşan bir amfipatik moleküldür. Kutupsal kafa grubu bir fosfokolin molekülüdür, bu nedenle gliserofosfolipid fosfatidilkolin (PC) 'ye benzeyebilir. Bununla birlikte, bu iki molekül arasındaki arayüzey ve hidrofobik bölge ile ilgili önemli farklılıklar vardır..

Bir memeli sfingomyelin molekülündeki en yaygın baz, sübstitüe 4'ün karbonları arasındaki çift bir bağı olan sfingosin (1,3-dihidroksi-2-amino-4-oktadesen) 'den oluşan seramiddir. Hidrokarbon zincirinin 5'i. Doymuş türevi sfingin de yaygındır, ancak daha küçük bir oranda bulunur..

Sfingomyelinin hidrofobik kuyruklarının uzunluğu 16 ila 24 karbon atomu arasında değişir ve yağ asitlerinin bileşimi dokuya bağlı olarak değişir.

İnsan beyninin beyaz maddesinin sfingomyelinler, örneğin, nervonik asite sahiptir, gri maddenin olanlar temel olarak stearik asit içerir ve trombositlerdeki yaygın biçim araşidonattır..

Genellikle, sfingomyelinin iki yağ asidi zinciri arasında, zıt mono tabakalardaki hidrokarbonlar arasında "birbirine bölünme" fenomenini desteklediği görülüyor. Bu, membrana bu sfingolipidde diğer daha zayıf membranlara göre özel stabilite ve özel özellikler sağlar..

Molekülün arayüzey bölgesinde, sfingomyelin, lateral alanların ve etkileşimin tanımında önemli olan, içi ve moleküller arası bağlar için hidrojen bağlarının bağışçıları ve alıcıları olarak hizmet edebilen karbon 3'te bir amid grubuna ve serbest bir hidroksile sahiptir. farklı molekül tipleri ile.

fonksiyonlar

-sinyalizasyon

Sfingosin -seramid, sfingosin, sfingosin 1-fosfat ve diasilgliserol metabolizmasının ürünleri, önemli hücresel etkenlerdir ve apoptoz, gelişme ve yaşlanma gibi birçok hücresel fonksiyonda rol oynarlar..

-yapı

Sphingomyelinin üç boyutlu "silindirik" yapısı sayesinde, bu lipit, bazı bütünleşik membran proteinleri için spesifik alanlar oluşturabildiğinden, protein açısından önemli fonksiyonel etkileri olan daha kompakt ve düzenli membran alanları oluşturabilir..

Lipit ve caveolalarda "sallar"

Lipid salları, membran fazları veya sfingomyelin, bazı gliserofosfolipidler ve kolesterol gibi mikro-dereceli sfingolipid bölgeleri, membran proteinlerinin çeşitli işlevlerle (reseptörler, taşıyıcılar, vb.) Birleşmesi için kararlı platformlar oluşturur..

Caveola, GPI çapa sahip proteinleri alan ve aynı zamanda sfingomyelin bakımından zengin olan plazma membranının invagasyonlarıdır..

Kolesterol ile ilgili olarak

Kolesterol, yapısal sertliği nedeniyle, hücre zarlarının yapısını, özellikle akışkanlık ile ilgili hususlarda, özellikle önemli bir element olarak kabul edilmesinde, önemli ölçüde etkiler..

Sfingomyelinler, hem hidrojen-bağ donörlerine hem de alıcılara sahip olduklarından, kolesterol molekülleri ile daha "stabil" etkileşimler oluşturabildiklerine inanılmaktadır. Bu nedenle membranlarda kolesterol ve sfingomyelin düzeyleri arasında pozitif bir ilişki olduğu söylenir..

sentez

Sfingomyelinin sentezi, endoplazmik retikulumdan (ER) taşınan seramidin, bir difisilgliserol molekülünün birlikte salınmasıyla birlikte bir fosfokolin molekülünün fosfatidilkolinden transferi ile modifiye edildiği Golgi kompleksinde meydana gelir. Reaksiyon SM sentaz ile katalize edilir (seramid: fosfatidilkolin fosforiklin transferaz).

Bir fosfoetanolamin fosfatidiletanolamin'den (PE) seramide, sonradan fosfoetanolaminin metilasyonu ile transfer edilerek oluşabilecek başka bir sfingomyelin üretim yolu da bulunmaktadır. Bazı PE-zengin sinir dokularında bunun özellikle önemli olabileceği düşünülmektedir..

Sfingomyelin sentaz, birçok hücrede sfingomyelinin ekstra sitoplazmik yeri ile çakışan Golgi kompleksinin zarının luminal tarafında bulunur.

Polar sfingomyelin grubunun özellikleri ve spesifik translocas'ların belirgin olmaması nedeniyle, bu lipidin topolojik oryantasyonu enzim sentazına bağlıdır..

metabolizma

Sfingomyelinin bozulması hem plazma membranında hem de lizozomlarda oluşabilir. Seramid ve fosfokolin için lizozomal hidroliz, aktivitesi 4.5 civarında optimum bir pH'a sahip olan çözünür bir lizozomal glikoproteini olan asidik sphingomyelinaza bağlıdır.

Plazma zarındaki hidroliz, pH 7.4'te çalışan ve işlev için iki değerlikli magnezyum veya manganez iyonları gerektiren bir sfingomyelinaz ile katalize edilir. Sphingomyelinin metabolizmasında ve geri dönüşümünde rol oynayan diğer enzimler, veziküler nakil yolları yoluyla birbirine bağlı olan farklı organellerde bulunur..

referanslar

  1. Barenholz, Y. ve Thompson, T. E. (1999). Sfingomyelin: biyofiziksel yönleri. Lipidlerin Kimyası ve Fiziği, 102, 29-34.
  2. Kanfer, J. ve Hakomori, S. (1983). Sfingolipid Biyokimyası. (D. Hanahan, Ed.), Lipid Research 3 El Kitabı (1. basım). Plenum Press.
  3. Koval, M. ve Pagano, R. (1991). Sfingomyelinin hücre içi taşınımı ve metabolizması. Biochimic, 1082, 113-125.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Martin, K. (2003). Moleküler Hücre Biyolojisi (5. basım). 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 Hastalığı Tip C: NPC2 Grubunda HE1 Mutasyonlarının Spektrumu ve Genotip / Fenotip Korelasyonları. Am, J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
  6. Ramstedt, B. ve Slotte, P. (2002). Sfingomyelinlerin membran özellikleri. FEBS Mektupları, 531, 33-37.
  7. Slotte, P. (1999). Sfingomyelin - biyolojik ve model membranlarda kolesterol etkileşimleri. Lipidlerin Kimyası ve Fiziği, 102, 13-27.
  8. Vance, J.E., ve Vance, D.E. (2008). Lipidlerin, lipoproteinlerin ve membranların biyokimyası. Yeni Kapsamlı Biyokimya Cilt 36'da (4. basım). Elsevier.