Sfingolipidi, kar so, značilnosti, funkcije, sinteza

Kaj so sfilingolipidi?

The sfingolipidi Predstavljajo eno od treh velikih lipidnih družin, ki so prisotne v bioloških membranah. Tako kot gliceofosfolipidi in steroli, so tudi amfipatične molekule s hidrofilnim polarnim območjem in hidrofobno apolarno območje.

Prvič jih je leta 1884 opisal Johann L. W. Thudichum, ki je opisal tri sfingolipide (sfingomielin, možganski in možganski možganski), ki spadajo v tri različne razrede, ki so znani: fosfophopholipidi, glikovzvolipidi nevtralni in kisli.

Za razliko od gliceofosfolipidov sfinginglipidi niso zgrajeni na 3-fosfatni glicerol molekuli kot glavnem okostju, ampak so spojine, pridobljene iz sfiny.

InStruktura sfingolipidov

Vsi sfingolipidi izhajajo iz L-serina, ki je kondenzirana z dolgo verižno maščobno kislino, da tvori sfingoidno podlago, znana tudi kot baza dolge verige (LCB).

Najpogostejše baze sta sfinganin in sfinksin, ki se med seboj razlikujejo v prisotnosti dvojne vezi trans Med ogljikoma 4 in 5 maščobnih kislin sfinksina.

Carbons 1, 2 in 3 sfinksina so strukturno analogni glicerol glicerofosfolipidom glicerola. Ko Amida vezi veže maščobno kislino na ogljik 2 sfina.

Dolgo verižne maščobne kisline, ki predstavljajo hidrofobne regije teh lipidov, so lahko zelo raznolike. Dolžine se gibljejo od 14 do 22 ogljikovih atomov, ki imajo lahko različne stopnje nasičenosti, običajno med ogljikovimi 4 in 5.

V položajih 4 ali 6 imajo lahko hidroksilske skupine in dvojne vezi na drugih položajih ali celo posledice, kot so metilne skupine.

Značilnosti

Verige maščobnih kislin, povezane z vezmi amida s keramidami.

Posebno značilnost sfingolipidnega okostja je, da imajo lahko pozitivno neto obremenitev nevtralnega pH, čudno med lipidnimi molekulami.

Vendar PkAmino skupine je nizek glede na preprost amin, med 7 in 8.

Tradicionalna klasifikacija sfingolipidov izhaja iz več sprememb, ki jih lahko trpi molekula keramide, zlasti v smislu substitucij polarnih skupin glave.

Vam lahko služi: hepadnavirus: značilnosti, morfologija, zdravljenje

Funkcije

Sfingolipidi so bistveni pri živalih, rastlinah in glivah, pa tudi v nekaterih prokariotskih organizmih in virusih.

-Strukturne funkcije

Sfingolipidi modulirajo fizikalne lastnosti membran, vključno z njihovo pretočnostjo, debelino in ukrivljenostjo. Modularne te lastnosti jim neposredno vplivajo tudi na prostorsko organizacijo membranskih beljakovin.

V lipidnih "splavih"

V bioloških membranah je mogoče zaznati dinamične mikro domene z nižjo tekočnostjo, ki jo tvorijo holesterol in sfingolipidne molekule, imenovane lipidne balsas.

Te strukture se pojavljajo naravno in ohranjajo tesno povezano s celovitimi beljakovinami, celičnimi površinskimi receptorji in signalnimi beljakovinami, transporterji in drugimi beljakovinami z glikozilfosfatidilinitol (GPI) (GPI).

-Signalne funkcije

Imajo funkcije, kot so signalne molekule, ki delujejo kot drugi glasniki ali kot izločeni ligandi za celične površinske receptorje.

Kot sekundarni glasniki lahko sodelujejo pri uravnavanju homeostaze kalcija, rasti celic, tumorogenezi in zatiranju apoptoze. Poleg tega je aktivnost številnih integralnih in perifernih membranskih beljakovin odvisna od njegove povezanosti s sfingolipidi.

Številne medcelične in celične interakcije z okolico so odvisne od izpostavljenosti različnih polarnih skupin sfingolipidov proti zunanji strani plazemske membrane.

Zveza glikopholipidov in lektin je ključnega pomena za povezanost mielina z aksoni, adhezijo nevtrofilcev do endotelija itd.

S proizvodi njegovega presnove

Najpomembnejša signalizacija sfingolipidov so dolge verižne baze ali sfinge in keramide, pa tudi njihovi fosforilirani derivati, kot je 1-fosfatni sfigosin.

Produkti metabolizma mnogih sfingolipidov aktivirajo ali zavirajo več belih nižji (kinazni proteini, fosfatoza in druge), ki nadzorujejo celično vedenje kot zapleteno kot rast, diferenciacija in apoptoza.

-Kot membranski receptorji

Nekateri patogeni uporabljajo Gloyspholipide kot receptorje, da posredujejo svoj vhod v gostiteljske celice ali jim dostavijo faktorje virulence.

Pokazalo se je, da sfigliipidi sodelujejo pri več celičnih dogodkih, kot so izločanje, endocitoza, kemija, nevrotransmisija, angiogeneza in vnetja.

Vključeni so tudi v membranski promet, zato vplivajo na internalizacijo receptorjev, reda, gibanja in zlitja sekretornih veziklov kot odziv na različne dražljaje.

Sfingolipidne skupine

Obstajajo trije sfingolipidni podrazredi, ki izhajajo iz ceramida in se med seboj razlikujejo po polarnih skupinah, in sicer: sfilingomielini, glikolipidi in gangliasidi.

Sfingomielinas

Sfingomilein. Črna: sfinksin. Rdeča: fosfokolin. Modra: maščobna kislina.

Ti vsebujejo fosfokolin ali fosfoetanolamin kot polarno skupino glave, zato so razvrščeni kot fosfolipidi skupaj z gliceofosfolipidi. Seveda so videti fosfatidilkolini v tridimenzionalni strukturi in splošnih lastnostih, saj v polarnih glavah nimajo naboja.

Vam lahko služi: enolaza: struktura, mehanizem delovanja, funkcije

Prisotni so v plazemskih membranah živalskih celic in so še posebej obilni v mielinu, podstavku, ki obdaja in izolira aksone nekaterih nevronov.

Glikolipidi ali nevtralni glikopholipidi (brez obremenitve)

Glukolipid. Wpcrosson [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], iz Wikimedia Commons

So predvsem na zunanjem obrazu plazemske membrane in imajo enega ali več sladkorjev kot polarna glava skupina, ki je neposredno združena z ogljikovim hidroksilom 1 ceramidnega dela. Nimajo fosfatnih skupin. Ker pH 7 nima obremenitve, se imenujejo nevtralni glikolipidi.

Cerebrosidi imajo eno samo molekulo sladkorja, povezano s keramido. Tisti, ki vsebujejo galaktozo, so v plazemskih membranah ne -živčnih tkivnih celic. Globosidi so goustoepholipidi z dvema ali več sladkorjev, običajno D-glikoza, D-galaktoza ali N-acetil-D-galaktozamin.

Gangliósidos ali glikopholipidi

GM1 Ganglosida struktura

To so najbolj zapleteni sfingolipidi. Imajo oligosaharide kot polarno skupino glave in enega ali več končnih ostankov N-acetilmuramične kisline, imenovane tudi siralna kislina. Siamična kislina v ganglije prinese negativno obremenitev pH 7, kar jih razlikuje od nevtralnih glikofingalipidov.

Nomenklatura tovrstnih sfingolipidov je odvisna od količine odpadkov sinalne kisline, ki so prisotni v oligosaharidni del polarne glave.

Sinteza

Molekula z dolgimi verigami ali sfiniji se sintetizira v endoplazemskem retikulumu (ER) in dodajanje polarne skupine na čelu teh lipidov se pozneje pojavi v Golgijevem kompleksu. Pri sesalcih se lahko pojavi tudi nekaj sinteze sfingolipidov tudi v mitohondrijih.

Po končani sintezi v Golgijevem kompleksu se sfingolipidi prevažajo v druge celične predelke z mehanizmi, ki jih posredujejo vezikli.

Biosinteza sfingolipidov je sestavljena iz treh temeljnih dogodkov: sinteza dolgih verižnih baz, biosinteza ceramidov z združenjem maščobne kisline z amido vezi in na koncu nastajanje kompleksnih sfingolipidov s pomočjo združenja polarnih skupin v ogljiku 1 baze sfingoide.

Poleg sinteze od Nove, Sfingolipidi se lahko tvorijo tudi z zamenjavo ali recikliranjem dolgih verižnih baz in keramid, ki lahko nahranijo bazen sfingolipidov.

Sinteza okostja s ceramidom

Biosinteza keramide, okostje sfingolipidov se začne z dekarboksilerativno kondenzacijo molekule palmitail-CoA in L-serinom. Reakcijo kataliziramo s heterodimernim serinskim palmitail transferazo (SPT), odvisni od piridoksalnega fosfata, produkt.

Vam lahko služi: mikrobiota: sestava, funkcije in kje je

Ta encim zavirajo β-faal-l-alanini in L-cikloserine. V kvasovkah ga kodirata dva gena, pri sesalcih pa tri gene za ta encim. Aktivno mesto je v citoplazemskem obrazu endoplazemskega retikuluma.

Vloga tega prvega encima je ohranjena v vseh preučenih organizmih. Vendar pa obstajajo nekatere razlike med taksoni, ki so povezane s podcelično lokacijo encima: bakterije so citoplazemske, kvas, rastline in živali so v endoplazemskem retikulumu.

3-zoesfinganin se nato zmanjša z NADPH-odvisnim 3-Zo-ketosphinganin. Dihidroceramid sintaza (sfinganin n-acil transferaza) acetila, nato sfinan za proizvodnjo dihidroceramida. Ceramid nato tvori dihidroceramid deaturaza/reduktaza, ki vstavi dvojno vez trans V položaju 4-5.

Pri sesalcih obstajajo številne sintaze keramidnih izoform, vsaka pa se združuje določena veriga maščobnih kislin na podlagi dolgih verig. Zato ceramidi sinteze in drugi encimi, elongasas, zagotavljajo glavni vir raznolikosti maščobnih kislin v sfingolipidih.

Metabolizem

Degradacijo sfingolipidov izvajajo glihydrole in encimi sfingomielinaze, ki so odgovorni za odstranjevanje modifikacij polarnih skupin. Po drugi strani ceramidaze regenerirajo dolge verižne baze iz keramid.

Ganglije razgradijo niz lizosomskih encimov, ki katalizirajo korak za korakom sladkornih enot, na koncu pa proizvajajo ceramid.

Drug način razgradnje je internalizacija sfingolipidov v endocitnih veziklih, ki se pošljejo nazaj v plazemsko membrano ali se prenašajo v lizosome, kjer jih razgradi specifična kislinska hidrolaza.

Niso vse dolge verižne baze reciklirane, endoplazemski zadržek. Ta mehanizem razgradnje je sestavljen iz fosforilacije namesto acilacije LCB, kar povzroči signalne molekule, ki so lahko topne podlage za encim Liases.

Uredba

Metabolizem teh lipidov je urejen na več ravneh, ena od njih je, da je encimi, zadolženi za sintezo, njihove post -translacijske spremembe in enake mehanizme istega.

Nekateri regulacijski mehanizmi so specifikacije celic, bodisi za nadzor časa razvoja celic, v katerem se proizvajajo, ali kot odgovor na posebne signale.

Reference

1. Bartke, n., & Hannun in. (2009). Bioaktivni sphingolipidi: presnova in funkcija. Journal of Lipid Research, petdeset, 19.
2. Breslow, d. K. (2013). Sfingolipidna homeostaza v endoplazemskem retikulu in širše. Perspektive hladnega spomladanskega pristanišča v biologiji, 5(4), A013326.