SFINGOMYELIN: YAPI, FONKSIYONLAR, SENTEZ VE METABOLIZMA - BIYOLOJI - 2024

Sfingomiyelin hayvan dokusunda en bol sfingolıpıd geçerli: Bugüne kadar incelenen tüm hücre zarları oluştuğu bilinmektedir. Polar kafa grubu açısından fosfatidilkolin ile yapısal benzerlikleri vardır, bu nedenle fosfolipid (fosfingolipid) olarak da sınıflandırılır.

1880'lerde bilim adamı Johann Thudichum, beyin dokusundan eterde çözünen bir lipid bileşenini izole etti ve ona sfingomiyelin adını verdi. Daha sonra 1927'de bu sfingolipidin yapısı N-asil-sfingosin-1-fosfokolin olarak rapor edildi.

Sfingomyelinin yapısı (Kaynak: Jag123, İngilizce Wikipedia, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Diğer sfingolipidler gibi, sfingomiyelin hem yapısal hem de hücre sinyalleme işlevlerine sahiptir ve özellikle sinir dokularında, özellikle miyelinde, belirli nöronların aksonlarını örten ve izole eden bir kılıfta bol miktarda bulunur.

Dağılımı, sfingomiyelinazlar ile hücre altı fraksiyonlama ve enzimatik bozunma deneyleri yoluyla incelenmiştir ve sonuçlar, ökaryotik hücrelerdeki sfingomiyelinin yarısından fazlasının plazma zarında bulunduğunu göstermektedir. Ancak bu, hücre tipine bağlıdır. Örneğin fibroblastlarda, toplam lipitlerin neredeyse% 90'ını oluşturur.

Bu lipidin sentez ve metabolizma süreçlerinin düzensizliği, karmaşık patolojilerin veya lipidozun gelişmesine yol açar. Bunların bir örneği, hepatosplenomegali ve progresif nörolojik disfonksiyon ile karakterize kalıtsal Niemann-Pick hastalığıdır.

yapı

Sfingomyelin, bir kutup başı ve iki apolar kuyruktan oluşan amfipatik bir moleküldür. Polar baş grubu bir fosfokolin molekülüdür, bu nedenle gliserofosfolipid fosfatidilkoline (PC) benzer görünebilir. Bununla birlikte, bu iki molekül arasındaki ara yüzey ve hidrofobik bölge açısından önemli farklılıklar vardır.

Bir memeli sfingomiyelin molekülündeki en yaygın baz, 4 ve pozisyonlarındaki karbonlar arasında bir trans çift bağa sahip olan sfingozinden (1,3-dihidroksi-2-amino-4-oktadeken) oluşan seramiddir. Hidrokarbon zincirinin 5'i. Doymuş türevi sfinganin de yaygındır, ancak daha az oranda bulunur.

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

Örneğin, insan beyninin beyaz maddesindeki sfingomiyelinler, nervonik aside sahiptir, gri maddede olanlar esas olarak stearik asit içerir ve trombositlerde yaygın olan form, araşidonattır.

Genel olarak, sfingomyelinin iki yağlı asit zinciri arasında uzunluk açısından bir eşitsizlik vardır ve bu, karşıt tek tabakalardaki hidrokarbonlar arasında "iç içe geçme" olgusunu desteklemektedir. Bu, zara, bu sfingolipidde daha zayıf olan diğer zarlara kıyasla özel stabilite ve belirli özellikler verir.

Molekülün arayüzey bölgesinde, sfingomiyelin, yan alanların ve etkileşimin tanımlanmasında önemli olan, molekül içi ve moleküller arası bağlar için hidrojen bağı vericileri ve alıcıları olarak hizmet edebilen karbon 3'te bir amid grubuna ve serbest bir hidroksile sahiptir. çeşitli molekül türleri ile.

Özellikleri

-Signaling

Sfingosin metabolizmasının ürünleri - seramid, sfingozin, sfingosin 1-fosfat ve diasilgliserol - önemli hücresel efektörlerdir ve buna apoptoz, gelişme ve yaşlanma, hücre sinyallemesi ve diğerleri gibi çoklu hücresel işlevlerde rol verir.

-Yapı

Sfingomiyelinin üç boyutlu "silindirik" yapısı sayesinde, bu lipid, bazı integral membran proteinleri için spesifik alanlar oluşturabildiğinden, protein açısından önemli işlevsel çıkarımlara sahip olan daha kompakt ve düzenli membran bölgeleri oluşturabilir.

Lipid "sallar" ve caveolalarda

Sfingomiyelin, bazı gliserofosfolipidler ve kolesterol gibi sfingolipidlerin lipid salları, zar fazları veya düzenli mikro alanları, çeşitli işlevlerle (reseptörler, taşıyıcılar, vb.) Zar proteinlerinin birleşmesi için kararlı platformları temsil eder.

Caveolae, GPI çapaları ile proteinleri toplayan ve ayrıca sfingomiyelin açısından zengin olan plazma zarının invajinasyonudur.

Kolesterol ile ilgili olarak

Yapısal sertliği nedeniyle kolesterol, hücre zarlarının yapısını, özellikle akışkanlıkla ilgili yönlerden önemli ölçüde etkiler, bu nedenle temel bir unsur olarak kabul edilir.

Sfingomyelinler, hem hidrojen bağı vericilerine hem de alıcılara sahip olduklarından, kolesterol molekülleri ile daha "stabil" etkileşimler oluşturabildiklerine inanılmaktadır. Bu nedenle zarlardaki kolesterol ve sfingomiyelin seviyeleri arasında pozitif bir korelasyon olduğu söylenmektedir.

sentez

Sfingomiyelin sentezi Golgi kompleksinde meydana gelir; burada endoplazmik retikulumdan (ER) taşınan seramid, bir diaçilgliserol molekülünün birlikte salınmasıyla birlikte fosfatidilkolinden bir fosfokolin molekülünün transferiyle modifiye edilir. Reaksiyon, SM sentaz (seramid: fosfatidilkolin fosfokolin transferaz) ile katalize edilir.

Ayrıca, bir fosfoetanolaminin fosfatidiletanolaminden (PE) seramide aktarılması ve ardından fosfoetanolaminin metilasyonu ile meydana gelebilen başka bir sfingomiyelin üretim yolu vardır. Bunun PE bakımından zengin bazı sinir dokularında özellikle önemli olduğu düşünülmektedir.

Sfingomyelin sentaz, çoğu hücrede sfingomiyelinin ekstrasitoplazmik konumu ile tutarlı olan Golgi kompleks membranının lümen tarafında bulunur.

Sfingomiyelinin polar grubunun özellikleri ve spesifik translokazların açık olmaması nedeniyle, bu lipidin topolojik oryantasyonu enzim sentazına bağlıdır.

Metabolizma

Sfingomyelinin degradasyonu hem plazma membranında hem de lizozomlarda meydana gelebilir. Seramid ve fosfokoline lizozomal hidroliz, aktivitesi optimum pH yaklaşık 4,5 olan çözünür bir lizozomal glikoprotein olan asidik sfingomiyelinaza bağlıdır.

Plazma zarındaki hidroliz, pH 7.4'te çalışan ve çalışması için iki değerlikli magnezyum veya manganez iyonları gerektiren bir sfingomiyelinaz tarafından katalize edilir. Sfingomiyelinin metabolizmasında ve geri dönüşümünde yer alan diğer enzimler, veziküler taşıma yollarıyla birbirine bağlanan farklı organellerde bulunur.

Referanslar

1. Barenholz, Y. ve Thompson, TE (1999). Sfingomiyelin: biyofiziksel yönler. Lipidlerin Kimyası ve Fiziği, 102, 29-34.
2. Kanfer, J. ve Hakomori, S. (1983). Sfingolipid Biyokimyası. (D. Hanahan, Ed.), Handbook of Lipid Research 3 (1. baskı). Plenum Basın.
3. Koval, M. ve Pagano, R. (1991). Sfingomiyelinin hücre içi taşınması ve metabolizması. Biochimic, 1082, 113-125.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Martin, K. (2003). Moleküler Hücre Biyolojisi (5. baskı). Freeman, WH & Company.
5. Millat, G., Chikh, K., Naureckiene, S., Sleat, DE, Fensom, AH, Higaki, K.,… Vanier, MT (2001). Niemann-Pick Hastalığı Tip C: NPC2 Grubundaki HE1 Mutasyonları ve Genotip / Fenotip Korelasyonlarının Spektrumu. Am J. Hum. Genet. , 69, 1013-1021.
6. Ramstedt, B. ve Slotte, P. (2002). Sfingomiyelinlerin membran özellikleri. FEBS Mektupları, 531, 33–37.
7. Slotte, P. (1999). Sfingomiyelin - biyolojik ve model membranlarda kolesterol etkileşimleri. Lipidlerin Kimyası ve Fiziği, 102, 13–27.
8. Vance, JE ve Vance, DE (2008). Lipidlerin, lipoproteinlerin ve zarların biyokimyası. New Comprehensive Biochemistry Cilt 36 (4. baskı). Elsevier.