Struktur, fungsi, sintesis dan metabolisme sphingomyelin



The sphingomyelin Ia adalah sphingolipid paling banyak dalam tisu haiwan: kehadirannya telah terbukti dalam semua membran sel yang dikaji setakat ini. Ia mempunyai persamaan struktur dengan fosfatidilkolin dalam kumpulan kepala kutub, jadi ia juga diklasifikasikan sebagai fosfolipid (phosphosphingolipid).

Dalam dekad 1880-an, saintis Johann Thudichum mengasingkan komponen lemak larut ether dari tisu otak dan menamakannya sebagai sphingomyelin. Kemudian, pada tahun 1927, struktur sphingolipid ini dilaporkan sebagai N-acyl-sphingosine-1-phosphocholine.

Seperti sphingomiipid yang lain, sphingomyelin mempunyai fungsi isyarat struktur dan selular, dan terutamanya terdapat dalam tisu saraf, khususnya dalam myelin, selubung yang meliputi dan mengasingkan akson-neon tertentu.

pengedaran yang telah dikaji oleh eksperimen pemeringkatan subcellular dan kemusnahan enzim dengan sphingomyelinase, dan keputusan menunjukkan bahawa lebih separuh daripada sphingomyelin dalam sel-sel eukariot terletak di membran plasma. Walau bagaimanapun, ia bergantung kepada jenis sel. Dalam fibroblas, sebagai contoh, ia mewakili hampir 90% daripada jumlah lipid.

Penyahkawalseliaan proses sintesis dan metabolisme lipid ini membawa kepada perkembangan patologi kompleks atau lipidosis. Contohnya adalah penyakit keturunan Niemann-Pick, yang dicirikan oleh hepatosplenomegaly dan progresif disfungsi saraf.

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 Fungsi
    • 2.1 - Isyarat
    • 2.2-Struktur
  • 3 Ringkasan
  • 4 Metabolisme
  • 5 Rujukan

Struktur

Sphingomyelin adalah molekul amphipat yang terdiri daripada kepala kutub dan dua ekor apen. Kumpulan kepala kutub adalah molekul phosphocholine, jadi ia mungkin kelihatan sama dengan glycerophospholipid phosphatidylcholine (PC). Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan yang ketara mengenai kawasan interfasial dan hidrofobik antara kedua-dua molekul ini.

Asas yang paling biasa dalam molekul adalah ceramide mamalia sphingomyelin terdiri daripada sphingosine (1,3-dihydroxy-2-amino-4-octadecene), mempunyai ikatan kembar trans antara karbon di kedudukan 4 dan 5 rantaian hidrokarbon. Tepu terbitan, sphinganine, juga biasa, tetapi di bahagian yang lebih rendah.

Panjang ekor hidropobik sphingomyelin berkisar antara 16 hingga 24 atom karbon dan komposisi asid lemak bervariasi bergantung pada tisu.

Sphingomyelin dari perkara putih otak manusia, sebagai contoh, mempunyai asid nervonik, bahan abu-abu mengandungi terutamanya asid stearic, dan bentuk lazim dalam platelet adalah arachidonate..

Pada umumnya, terdapat perbezaan di antara kedua-dua rantai asid lemak sphingomyelin, yang nampaknya memihak kepada fenomena "interdigitation" antara hidrokarbon di monolayers bertentangan. Ini memberikan membran dengan kestabilan tertentu dan ciri-ciri khas berkenaan dengan membran lain yang lain dalam sphingolipid ini..

Di rantau ini antara muka molekul, sphingomyelin mempunyai kumpulan amide dan hidroksil percuma di C-3, yang boleh berfungsi sebagai penderma dan acceptors untuk ikatan hidrogen dan bon molekul intra penting dalam menentukan domain dan sebelah interaksi dengan pelbagai jenis molekul.

Fungsi

-Papan tanda

Produk metabolisme -ceramida sphingosine, sphingosine, sphingosine 1-fosfat dan diacilglicerol- adalah effectors selular penting dan memberikan peranan dalam fungsi selular berbilang, seperti apoptosis, pembangunan dan penuaan, isyarat sel, dan lain-lain.

-Struktur

Terima kasih kepada "selenium" struktur tiga dimensi sphingomyelin, lipid ini boleh membentuk domain lebih padat dan teratur membran, yang mempunyai implikasi fungsi penting dari sudut pandangan protein, kerana mereka boleh menubuhkan domain tertentu untuk beberapa protein membran penting.

Dalam lipid dan caveolas "rakit"

rakit Lipid, fasa membran atau diperintahkan domain mikro sphingolipid sphingomyelin, beberapa glycerophospholipids dan kolesterol untuk persatuan itu mewakili platform membran protein stabil dengan pelbagai fungsi (reseptor, pengangkut, dan lain-lain).

Caveolae adalah invaginations membran plasma yang merekrut protein dengan sauh GPI dan juga kaya dengan sphingomyelin.

Berhubung dengan kolesterol

Kolesterol, disebabkan oleh ketegaran strukturnya, ketara mempengaruhi struktur membran sel, terutamanya dalam aspek yang berkaitan dengan ketidakstabilan, oleh itu ia dianggap sebagai elemen penting.

Kerana sphingomyelins mempunyai kedua-dua penderma bon dan penderma hidrogen, mereka dipercayai dapat membentuk interaksi yang lebih "stabil" dengan molekul kolesterol. Inilah sebabnya dikatakan bahawa ada korelasi positif antara tahap kolesterol dan sphingomyelin dalam membran.

Sintesis

Sintesis sphingomyelin berlaku di kompleks Golgi, di mana ceramide diangkut dari retikulum endoplasma (ER) diubah suai oleh pemindahan phosphocholine dari phosphatidylcholine molekul, dengan keluaran seiring satu molekul diacylglycerol. Tindakbalas ini dimangkin oleh SM synthase (ceramide: phosphatidylcholine phosphocholine transferase).

Terdapat satu lagi cara menghasilkan sphingomyelin boleh berlaku oleh pemindahan phosphoethanolamine dari phosphatidylethanolamine (PE) untuk ceramide, dengan metilasi berikutnya phosphoethanolamine itu. Adalah difikirkan bahawa ini mungkin sangat penting dalam beberapa rangkaian saraf yang kaya dengan PE.

Synthase sphingomyelin ditemui di sisi membran membran kompleks Golgi, yang bertepatan dengan lokasi sitoplasma tambahan sphingomyelin dalam kebanyakan sel.

Disebabkan ciri-ciri kumpulan kutub sphingomyelin dan ketiadaan ketara translocases tertentu, orientasi topologi lipid ini bergantung kepada sintase enzim..

Metabolisme

Degradasi sphingomyelin boleh berlaku dalam membran plasma dan di lisosom. Hidrolisis lysosomal kepada ceramida dan phosphocholine bergantung kepada sphingomyelinase berasid, glycoprotein lysosomal larut yang aktivitinya mempunyai pH optimum sekitar 4.5.

Hidrolisis dalam membran plasma dipangkin oleh sphingomyelinase yang berfungsi pada pH 7.4 dan memerlukan magnesium divalen atau ion mangan berfungsi. Enzim-enzim lain yang terlibat dalam metabolisme dan kitar semula sphingomyelin didapati dalam organel yang berbeza yang disambungkan antara satu sama lain melalui laluan pengangkutan vesikular.

Rujukan

  1. Barenholz, Y., & Thompson, T. E. (1999). Sphingomyelin: aspek biofisik. Kimia dan Fizik Lipid, 102, 29-34.
  2. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Biokimia Sphingolipid. (D. Hanahan, Ed.), Buku Panduan Penyelidikan Lipid 3 (ed. 1). Plenum Press.
  3. Koval, M., & Pagano, R. (1991). Pengangkutan intrakelular dan metabolisme sphingomyelin. Biochimic, 1082, 113-125.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Martin, K. (2003). Biologi molekul sel (ed-5.). Freeman, W. H. & Syarikat.
  5. Millat, G., Chikh, K., Naureckiene, S., Sleat, D.E., Fensom, A.H., Higaki, K., ... Vanier, M.T. (2001). Niemann-Pick Penyakit Jenis C: Spektrum HE1 Mutasi dan Genotype / Korelot Fenotip dalam Kumpulan NPC2. Am J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
  6. Ramstedt, B., & Slotte, P. (2002). Ciri-ciri membran sphingomyelins. Surat FEBS, 531, 33-37.
  7. Slotte, P. (1999). Sphingomyelin - interaksi kolesterol dalam membran biologi dan model. Kimia dan Fizik Lipid, 102, 13-27.
  8. Vance, J. E., & Vance, D. E. (2008). Biokimia lipid, lipoprotein dan membran. Dalam Biokimia Komprehensif Baharu Vol. 36 (edisi ke-4). Elsevier.