SFINGOSINAS: SINTEZĖ, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS IR LIGOS - BIOLOGIJA - 2025

Sphingosine yra sudėtingas esterių labai svarbi, nes ji yra pirmtakas komponentas sfingolipidai apskritai. Svarbiausi kompleksiniai fosfolipidai arba sfingolipidai yra sfingomielinas ir glikozfingolipidai. Jie atlieka specifines funkcijas išsaugant nervinių ląstelių membranų struktūrą, leidžiančią jiems atlikti savo funkcijas.

Visi sfingolipidai būdingi tuo, kad jie susidaro su ta pačia pagrindine medžiaga - keramidu, kurį sudaro sfingozinas ir Acetyl CoA, todėl jis dar vadinamas N-acilfingosinu.

Cheminė sfingozino struktūra

Tarp sudėtingų fosfolipidų sfingomielinas yra vienas iš svarbiausių ir gausių smegenų bei nervų audiniuose. Tai daugiausia randama kaip mielino apvalkalo, dengiančio nervus, sudedamoji dalis.

Tuo tarpu glikosfingolipidai yra sfingolipidai, kuriuose yra gliukozės. Tarp ryškiausių yra cerebrosidai (galaktocerebrosidas ir gliukocerebrosidas) ir gangliozidai. Pastarieji dalyvauja perduodant nervinius impulsus, nes jie sudaro nervinius galus.

Taip pat randama kitų, tokių kaip globosidai ir sulfatai, kurie yra viso organizmo plazminių membranų dalis ir yra svarbūs kaip membranos receptoriai.

Sintezė

Amino alkoholio sfingozinas sintetinamas endoplazminiame retikulume. Sintezės procesas vyksta taip:

Serino aminorūgštis, suaktyvinta prisijungus prie piridoksalo fosfato, esant mangano jonams, jungiasi su palmitoil-CoA, sudarydama 3-ketosfininganą. Ši reakcija išskiria CO ₂ .

Sfingosinas susidaro po dviejų redukuojančių stadijų. Pirmasis apima fermentą 3-ketosfininino reduktazę. Ši reakcija naudoja NADPH kaip H ⁺ donorą ir sudaro dihidrosfingosiną.

Antrame etape veikia fermentas sfinganino reduktazė, dalyvaujant flavoproteinui, kur gaunamas sfingozinas.

Kita vertus, sfingozinas gali būti sintetinamas shingolipidų katabolizmo būdu. Pavyzdžiui, hidrolizuojant sfingomieliną, susidaro riebalų rūgštis, fosforo rūgštis, cholinas ir sfingozinas.

Struktūra

Cheminis sfingozino amino alkoholio pavadinimas yra 2-amino-4-oktadecenas-1,3-diolis. Cheminę struktūrą galima apibūdinti kaip angliavandenilių grandinę, susidedančią iš viso 18 anglies, turinčių amino grupę ir alkoholį.

funkcijos

Sfingosinas

Normaliomis sąlygomis sfingolipidų katabolizmo metu susidaręs sfingozinas yra pakartotinai naudojamas atnaujinti ir formuoti naujus sfingolipidus.

Sfingosinas dalyvauja ląstelių metabolizmo reguliavimo procesuose, susijusiuose su lipidų signalizacijos keliais, kaip tarpląstelinis tarpininkas, veikiantis baltymo kinazę C, kontroliuojantį fermentus, dalyvaujančius ląstelių augimo ir mirties procese.

Jis taip pat veikia kaip tarpląstelinis antrasis pasiuntinys. Ši medžiaga gali sustabdyti ląstelių ciklą, paskatindama ląstelę užprogramuoti ląstelės mirtį ar apoptozę.

Dėl šios funkcijos jis sukėlė tyrėjų susidomėjimą terapija prieš vėžį kartu su naviko nekrozės faktoriu α.

Padidėjęs sfingomielinų skilimas sukelia sfinganino ir sfingozino (sfinginių bazių) kaupimąsi. Šios didelės koncentracijos medžiagos slopina tinkamą ląstelių membranų funkcionavimą.

Šis sfingozino kaupimasis gali įvykti apsinuodijus dėl fumonizinais užterštų grūdų - tokio mikotoksinų tipo, kurį saugojimo metu gamina Fusarium genties grybai.

Fumonizinas slopina fermento ceramido sintetazę, o tai reiškia, kad keramido (N-acilo sfingozinas) negali susidaryti.

Savo ruožtu tai taip pat neleidžia sintetinti sfingomielino, todėl sfingozinas kartu su sfinganinu yra per daug koncentruoti ir sukelia neigiamą poveikį.

Sfingosino darinys (sfingozino 1-fosfatas)

Fosforilinant sfingoziną dviem fermentais (sfingozino kinazė 1 ir sfingozino kinazė 2), susidaro jo darinys, vadinamas sfingozino 1-fosfatu.

Sfingosino 1-fosfatas daro priešingą poveikį nei jo pirmtakas. Jis stimuliuoja ląstelių augimą (mitogeninį), netgi užkerta kelią kai kurių vaistų, naudojamų terapijoje nuo vėžio, apoptoziniam poveikiui, tai yra, jo veikimas yra antiapoptozinis.

Ši medžiaga buvo rasta didelėmis koncentracijomis įvairiuose piktybiniuose procesuose ir naviko audiniuose. Be to, yra perdėta šios lipidinės medžiagos receptorių išraiška.

Kita vertus, sfingozino 1-fosfatas kartu su keramido 1-fosfatu veikia reguliuodamas imunines ląsteles, jungdamasis su specifiniais receptoriais, esančiais tose ląstelėse.

Limfocitai ypač turi šio tipo receptorius, juos traukia sfingozino 1-fosfatas. Tokiu būdu, kad limfocitai palieka limfmazgius, pereina į limfą ir vėliau į kraujotaką.

Tada jie koncentruojami toje vietoje, kur sintezuojamas sfingolipidas, ir taip jie dalyvauja uždegiminiuose procesuose.

Kai limfocitai prisijungia prie medžiagos per jos receptorius ir sukelia ląstelių atsaką, jie internalizuoja receptorius, norėdami juos perdirbti arba sunaikinti.

Šį veiksmą stebėjo tyrėjai, sukūrę medžiagas, panašias į sfingozino 1-fosfatą, kad užimtų specifinius receptorius, kad būtų galima stimuliuoti receptorių internalizavimą ir sunaikinimą nesukeliant ląstelių aktyvacijos ir taip sumažinant imuninį atsaką.

Šios rūšies medžiaga yra ypač naudinga kaip imunosupresinis gydymas autoimuninėms ligoms, tokioms kaip išsėtinė sklerozė.

Ligos, kurias sukelia sfingozino trūkumas

Farberio lipogranulomatozė arba Farberio liga

Tai reta autosominiu recesyviniu būdu paveldima liga, labai reta, visame pasaulyje užregistruota tik 80 atvejų.

Ligos priežastis yra ASAH1 geno mutacija, koduojanti lizosomų fermento rūgšties keramidazę. Šio fermento funkcija yra hidrolizuoti keramidą ir paversti jį sfingozinu ir riebalų rūgštimis.

Fermento trūkumas lemia keramido kaupimąsi, trūkumą, kuris pasireiškia pirmaisiais gyvenimo mėnesiais (3 - 6 mėnesiais). Liga pasireiškia nevienodai visiems paveiktiems asmenims, pastebimi lengvi, vidutinio sunkumo ir sunkūs atvejai.

Lengvi atvejai yra ilgesnė gyvenimo trukmė ir gali pasiekti paauglystę ar net suaugus, tačiau sunki forma visada būna mirtina gyvenimo pradžioje.

Tarp dažniausiai pasitaikančių klinikinių ligos pasireiškimų yra: stiprus užkimimas dėl įsitraukimo į gerklą, kuris gali sukelti afoniją dėl balso stygų uždegimo, dermatitą, skeleto deformacijas, skausmą, uždegimą, paralyžių, neurologinį pablogėjimą ar protinį atsilikimą.

Sunkiais atvejais tai gali būti vaisiaus hidropsija, hepatosplenomegalija, letargija ir granulomatiniai infiltratai į plaučius ir retikuloendotelinės sistemos organus, tokius kaip blužnis ir kepenys, kurių gyvenimo trukmė labai trumpa.

Ilgesnės gyvenimo trukmės atvejais nėra specialaus gydymo, gydomi tik simptomai.

Nuorodos

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Fumonizinų vartojimas ir žala žmonių sveikatai. Visuomenės sveikata Mex. 2010; 52 (5): 461–467. Galima rasti: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Sfingozino ir keramido kinazių vaidmuo uždegiminėse reakcijose. Imunolis Lett. 2005; 96 (2): 175–85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE ir kt. Sfingolipidai ir vėžys: keramidas ir sfingozino-1-fosfatas, reguliuojant ląstelių žūtį ir atsparumą vaistams. Ateities onkolis. 2010; 6 (10): 1603–24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sfingosino 1-fosfatas ir jo S1P1 receptorius: imuninio atsako reguliatoriai. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53–57. Galima įsigyti „Scielo“. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Harperio biochemija. 12 ^-asis leidimas, „Modernusis vadovas“. DF Meksika.