Sintesis, struktur, fungsi dan penyakit sphingosine



The sphingosine adalah aminoalkohol kompleks yang sangat penting, kerana ia adalah komponen pendahulunya sphingolipid secara umum. Fosfolipid kompleks atau sphingolipid yang paling sesuai adalah sphingomyelin dan glycosphingolipid. Ini memenuhi fungsi spesifik dalam pemuliharaan struktur membran sel-sel saraf, yang membolehkan memenuhi fungsi mereka.

Semua sphingolipid mempunyai kesamaan bahawa ia terbentuk dengan bahan asas yang sama, ceramida, yang dibentuk oleh sphingosine ditambah Acetyl CoA, oleh itu ia juga dipanggil N-acilesphingosine.

Dalam fosfolipid kompleks, sphingomyelin adalah salah satu yang paling penting dan berlimpah di otak dan tisu saraf. Ia terutamanya dijumpai sebagai penyusun sarung myelin yang merangkumi saraf.

Walaupun glycosphingolipids adalah sphingolipid yang mengandungi glukosa. Antara yang paling menonjol adalah cerebrosides (galactocerebroside dan glucocerebroside) dan gangliosides. Ini yang terakhir campur tangan dalam penghantaran impuls saraf, kerana mereka menyesuaikan end saraf.

Terdapat juga orang lain, seperti globidos dan sulfatides, yang merupakan sebahagian daripada membran plasma seluruh organisma, yang penting sebagai reseptor membran.

Indeks

  • 1 Ringkasan
  • 2 Struktur
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Sphingosine
    • 3.2 Derivatif sphingosin (sphingosine 1-fosfat)
  • 4 Penyakit yang disebabkan oleh kekurangan sphingosin
    • 4.1 Lipogranulomatosis Farber atau penyakit Farber
  • 5 Rujukan

Sintesis

Sphingosin aminoalcohol disintesis dalam retikulum endoplasma. Proses sintesis berlaku seperti berikut:

Serine asid amino, sekali diaktifkan dengan mengikat fosfat pyridoxal dengan kehadiran ion mangan, mengikat palmitoyl-CoA untuk membentuk 3-ketoesphinganin. Reaksi ini mengeluarkan CO2.

Sphingosine dibentuk selepas dua tahap pengurangan. Enzim 3-ketoesphinganine reductase campur tangan pada yang pertama. Reaksi ini menggunakan NADPH sebagai penderma H+, membentuk dihydrosphingosine.

Pada peringkat kedua, enzim sphinganine reductase bertindak, dengan penyertaan flavoprotein, di mana sphingosine diperoleh.

Sebaliknya, sphingosin boleh disintesis oleh katabolisme sphingolipid. Contohnya, apabila sphingomyelin dihidrolisiskan sebagai asid lemak, asid fosforik, choline dan sphingosine dihasilkan.

Struktur

Nama kimia sphingosine aminoalcohol adalah 2-amino-4-octadecene-1,3-diol. Struktur kimia dapat digambarkan sebagai rantai hidrokarbon yang terdiri dari sejumlah 18 karbon, dengan kumpulan amino dan alkohol.

Fungsi

Sphingosine

Di bawah keadaan normal, sphingosin yang dihasilkan oleh katabolisme sphingolipid digunakan semula untuk pembaharuan dan pembentukan sphingolipid baru.

Sphingosine campur tangan dalam proses pengawalan metabolik selular yang berkaitan dengan laluan isyarat lipid, sebagai pengantara ekstraselular, bertindak pada protein kinase C, yang mengawal enzim yang terlibat semasa proses pertumbuhan sel dan kematian.

Ia juga bertindak sebagai utusan intrasel kedua. Bahan ini dapat menghentikan kitaran sel, mendorong sel ke kematian sel diprogram atau apoptosis.

Oleh kerana fungsi ini, ia telah menghasilkan minat penyelidik sebagai terapi kanser, bersama dengan faktor nekrosis tumor α.

Peningkatan dalam degradasi sphingomyelin menyebabkan pengumpulan sphinganine dan sphingosine (pangkal sphingoid). Bahan-bahan ini dalam kepekatan tinggi menghalang berfungsi berfungsi membran sel.

Pengumpulan sphingosin ini boleh berlaku dalam kes-kes keracunan dengan penggunaan bijirin yang terkontaminasi dengan fumonisin, jenis mikotoksin yang dihasilkan oleh kulat Fusarium semasa penyimpanan.

Fumonisin menghalang enzim synthetase ceramida, yang mengakibatkan pembentukan ceramida (N-acyl sphingosine).

Pada masa yang sama ia tidak membenarkan sintesis sphingomyelin, oleh itu sphingosine bersama-sama dengan sphinganine menumpukan terlalu banyak, menghasilkan kesan buruk.

Berasal dari sphingosin (sphingosin 1-fosfat)

Dari fosforilasi sphingosin oleh dua enzim (sphingosine kinase 1 dan sphingosine kinase 2) terbitannya yang dipanggil sphingosin 1-fosfat terbentuk.

Sphingosin 1-fosfat mempunyai kesan yang bertentangan dengan pendahulunya. Ia merangsang pertumbuhan sel (mitogenik) yang menghalang tindakan apoptosis beberapa ubat yang digunakan dalam terapeutik terhadap kanser, iaitu tindakannya adalah antiapoptotik.

Bahan ini telah ditemui dalam kepekatan tinggi dalam pelbagai proses malignan dan tisu tumor. Di samping itu, terdapat ungkapan berlebihan dari reseptor bahan lipid ini.

Sebaliknya, sphingosin 1-fosfat bersama-sama dengan ceramida 1-fosfat bertindak dalam pengawalan sel-sel imun, yang mengikat kepada reseptor spesifik yang ada di sel-sel tersebut.

Terutamanya limfosit yang hadir jenis reseptor ini, tertarik dengan kehadiran sphingosin 1-fosfat. Dalam sedemikian rupa bahawa limfosit meninggalkan kelenjar getah bening, mereka berpindah ke limfa dan kemudian ke peredaran.

Kemudian mereka menumpukan perhatian kepada tempat di mana sphingolipid disintesis dan ini adalah bagaimana mereka mengambil bahagian dalam proses keradangan.

Setelah limfosit mengikat bahan melalui reseptornya dan mendorong tindak balas selular, mereka menghidupkan reseptor, sama ada untuk mengitar semula atau memusnahkannya.

Tindakan ini diperhatikan oleh para penyelidik yang telah membangunkan bahan-bahan yang serupa dengan sphingosine 1-fosfat untuk menduduki reseptor khusus, untuk bahawa internalisasi dan pemusnahan reseptor dirangsang, tanpa menyebabkan pengaktifan sel dan dengan itu mengurangkan tindak balas imun.

Jenis bahan ini amat berguna sebagai terapi imunosupresif dalam penyakit autoimun seperti multiple sclerosis.

Penyakit yang disebabkan oleh kekurangan sphingosin

Penyakit lipogranulomatosis Farber atau penyakit Farber

Ini adalah penyakit yang jarang berlaku dengan watak keturunan autosomal resah, sangat jarang berlaku, dengan hanya 80 kes dilaporkan di seluruh dunia.

Penyebab penyakit ini adalah mutasi gen ASAH1 yang menjadi kod bagi enzim ceramidase asid lysosomal. Fungsi enzim ini adalah untuk menghidrolisis ceramida dan mengubahnya menjadi sphingosin dan asid lemak.

Kekurangan enzim menyebabkan pengumpulan ceramida, kekurangan yang menunjukkan dirinya dalam bulan pertama kehidupan (3 - 6 bulan). Penyakit ini tidak nyata dengan cara yang sama dalam semua individu yang terjejas, memerhatikan kes ringan, sederhana dan teruk.

Kes-kes ringan mempunyai jangkaan jangka hayat yang lebih lama, mencapai masa remaja dan dewasa, tetapi bentuk teruk sentiasa membawa maut pada permulaan kehidupan.

Antara manifestasi klinikal yang paling biasa yang mempunyai penyakit ini ialah: penglibatan serak teruk dalam larinks yang boleh mencapai afonía oleh radang pita suara, dermatitis, kecacatan tulang, sakit, bengkak, lumpuh, kerosakan saraf atau terencat mental.

Dalam kes-kes yang teruk boleh hadir dengan hydrops janin, hepatosplenomegaly, lesu dan infiltrations granuloma dalam paru-paru dan organ-organ sistem reticuloendothelial seperti limpa dan hati, dengan jangka hayat yang singkat.

Bagi kes-kes yang mempunyai jangka hayat yang lebih lama tidak ada rawatan khusus, hanya gejala yang dirawat.

Rujukan

  1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Konsumsi fumonisin dan kerosakan kepada kesihatan manusia. Kesihatan Awam Mexico. 2010; 52 (5): 461-467. Boleh didapati di: scielo.org.
  2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Peranan sphingosin dan kinase ceramida. Immunol Lett.2005; 96 (2): 175-85.
  3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et al. Sphingolipid dan kanser: ceramida dan sphingosine-1-fosfat dalam peraturan kematian sel dan rintangan dadah. Oncol Masa Depan. 2010; 6 (10): 1603-24.
  4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sphingosine 1-fosfat dan reseptor S1P1: pengawal selia tindak balas imun. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Terdapat dalam Scielo. Org
  5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Biokimia Harper. 12 ava edisi, Editorial Manual Moden. DF Mexico.