โครงสร้างของ Sphingomyelin หน้าที่การสังเคราะห์และเมแทบอลิซึม

sphingomyelin มันเป็น sphingolipid ที่มีมากที่สุดในเนื้อเยื่อของสัตว์: การปรากฏตัวของมันได้รับการพิสูจน์ในเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดที่ศึกษาจนถึงปัจจุบัน มันมีความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างกับ phosphatidylcholine ในกลุ่มหัวขั้วโลกดังนั้นมันจึงถูกจัดประเภทเป็น phospholipid (phosphoesphingolipid).

ในทศวรรษของทศวรรษ 1880 โยฮันน์ธาดิจุชั่มนักวิทยาศาสตร์ได้แยกส่วนประกอบไขมันที่ละลายน้ำได้จากเนื้อเยื่อสมองและตั้งชื่อมันว่า ต่อมาในปี 1927 โครงสร้างของ sphingolipid นี้ถูกรายงานว่าเป็น N-acyl-sphingosine-1-phosphocholine.

เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ sphingolipids, sphingomyelin มีทั้งโครงสร้างสัญญาณและการทำงานของสัญญาณโทรศัพท์มือถือและมีความอุดมสมบูรณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเนื้อเยื่อเส้นประสาทโดยเฉพาะในไมอีลิน, ฝักที่ครอบคลุมและแยกแอกซอนของเซลล์ประสาทบางอย่าง.

การกระจายตัวของมันได้รับการศึกษาผ่านการทดลอง subcellular fractionation และการย่อยสลายของเอนไซม์ด้วย sphingomyelinases และผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่ามากกว่าครึ่งหนึ่งของ sphingomyelin ในเซลล์ยูคาริโอตพบได้ในพลาสมาเมมเบรน อย่างไรก็ตามมันขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ ในไฟโบรบลาสต์มันแสดงถึงเกือบ 90% ของไขมันทั้งหมด.

กฎระเบียบของกระบวนการสังเคราะห์และเมแทบอลิซึมของไขมันนี้นำไปสู่การพัฒนาของโรคที่ซับซ้อนหรือ lipidosis ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้คือโรคทางพันธุกรรม Niemann-Pick ที่โดดเด่นด้วย hepatosplenomegaly และความผิดปกติของระบบประสาทที่ก้าวหน้า.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
• 2 ฟังก์ชั่น
  • 2.1 - สัญญาณ
  • 2.2 - โครงสร้าง
• 3 สรุป
• 4 การเผาผลาญ
• 5 อ้างอิง

โครงสร้าง

Sphingomyelin เป็นโมเลกุล amphipathic ที่ประกอบด้วยหัวขั้วโลกและหางสองอัน กลุ่มหัวขั้วโลกเป็นโมเลกุลของฟอสโฟจีนซึ่งอาจมีลักษณะคล้ายกับกลีเซอรอฟฟอสโฟไลปิดฟอสฟาติดิลโคลีน (PC) อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างอย่างมากเกี่ยวกับบริเวณที่เกิดการแทรกซึมและไม่ชอบน้ำระหว่างโมเลกุลทั้งสองนี้.

ฐานที่พบมากที่สุดในโมเลกุล sphingomyelin ของ mammalian คือ ceramide ซึ่งประกอบด้วย sphingosine (1,3-dihydroxy-2-amino-4-octadecene) ซึ่งมีพันธะคู่ในระหว่างทรานส์ของ carbons ตำแหน่งที่ 4 และ 5 ของโซ่ไฮโดรคาร์บอน อนุพันธ์ของ saturated saturated ก็เป็นเรื่องปกติเช่นกัน แต่พบได้ในสัดส่วนที่น้อยกว่า.

ความยาวของหางที่ไม่ชอบน้ำของ sphingomyelin มีตั้งแต่ 16-24 อะตอมของคาร์บอนและองค์ประกอบของกรดไขมันแตกต่างกันไปตามเนื้อเยื่อ.

sphingomyelins ของสสารสีขาวของสมองมนุษย์ตัวอย่างเช่นมีกรดนิวโทนิก, สสารสีเทาส่วนใหญ่ประกอบด้วยสเตียริกแอซิด, และรูปแบบที่แพร่หลายในเกล็ดเลือดคือ arachidonate.

โดยทั่วไปมีความแตกต่างในความยาวระหว่างโซ่กรดไขมันสองแห่งของ sphingomyelin ซึ่งดูเหมือนว่าจะสนับสนุนปรากฏการณ์ "การสลับฉาก" ระหว่างไฮโดรคาร์บอนใน monolayers ตรงข้าม สิ่งนี้ช่วยให้เมมเบรนมีความเสถียรเป็นพิเศษและคุณสมบัติพิเศษเมื่อเทียบกับเมมเบรนอื่น ๆ ที่ด้อยกว่าในภาษาสเปน.

ในภูมิภาคที่มีการแทรกซึมของโมเลกุลนั้น sphingomyelin มีกลุ่มเอไมด์และไฮดรอกซิลอิสระในคาร์บอน 3 ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคและผู้ยอมรับพันธะไฮโดรเจนสำหรับพันธะระหว่างโมเลกุลและโมเลกุลซึ่งมีความสำคัญในนิยามของโดเมนด้านข้างและปฏิสัมพันธ์ กับโมเลกุลประเภทต่าง ๆ.

ฟังก์ชั่น

-การส่งสัญญาณ

ผลิตภัณฑ์ของเมตาบอลิซึมของ sphingosine-seramide, sphingosine, sphingosine 1-phosphate และ diacylglycerol- เป็นเอฟเฟกต์เซลล์ที่สำคัญและให้มันมีบทบาทในการทำงานของเซลล์หลายอย่างเช่น apoptosis, พัฒนาการและอายุ, การส่งสัญญาณของเซลล์เป็นต้น.

-โครงสร้าง

ต้องขอบคุณโครงสร้าง "ทรงกระบอก" สามมิติของ sphingomyelin ไขมันนี้สามารถสร้างเนื้อเยื่อที่มีขนาดกะทัดรัดและมีคำสั่งซึ่งมีผลกระทบการทำงานที่สำคัญจากมุมมองโปรตีนเนื่องจากสามารถสร้างโดเมนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับโปรตีนเยื่อบาง ๆ.

ในไขมันและ caveolas "แพ"

ไขมันแพ, เฟสเมมเบรนหรือโดเมนที่ได้รับคำสั่งไมโครของ sphingolipids เช่น sphingomyelin, glycerophospholipids บางและคอเลสเตอรอลเป็นตัวแทนแพลตฟอร์มที่มั่นคงสำหรับการเชื่อมโยงของโปรตีนเมมเบรนที่มีฟังก์ชั่นต่างๆ.

Caveolae เป็นส่วนหนึ่งของพลาสมาเมมเบรนที่รับโปรตีนด้วยตัวยึดจีพีไอ.

เกี่ยวกับโคเลสเตอรอล

คอเลสเตอรอลเนื่องจากความแข็งแกร่งของโครงสร้างมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านที่เกี่ยวข้องกับการไหลซึ่งเป็นสาเหตุที่ถือว่าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ.

เนื่องจาก sphingomyelins มีทั้งผู้บริจาคและผู้ยอมรับพันธะไฮโดรเจนพวกเขาเชื่อว่าสามารถสร้างปฏิสัมพันธ์ที่“ เสถียร” กับโมเลกุลโคเลสเตอรอลได้มากขึ้น นี่คือเหตุผลที่ว่ากันว่ามีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างระดับของคอเลสเตอรอลและ sphingomyelin ในเยื่อหุ้ม.

การสังเคราะห์

การสังเคราะห์ของ sphingomyelin เกิดขึ้นใน Golgi complex โดยที่ ceramide ขนย้ายจาก endoplasmic reticulum (ER) ได้รับการแก้ไขโดยการถ่ายโอนของโมเลกุลฟอสโฟจีนจากฟอสฟาติดิลโคลีนพร้อมกับการปล่อยโมเลกุล diacylglycerol ปฏิกิริยาถูกเร่งด้วย SM synthase (ceramide: phosphatidylcholine phosphocholine transferase).

นอกจากนี้ยังมีอีกวิธีการผลิต sphingomyelin ที่สามารถเกิดขึ้นได้โดยการโอน phosphoethanolamine จาก phosphatidylethanolamine (PE) ไปยัง ceramide ด้วย methylation ที่ตามมาของ phosphoethanolamine มันคิดว่าสิ่งนี้อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งในเนื้อเยื่อเส้นประสาทที่อุดมด้วย PE.

Sphingomyelin synthase พบที่ด้าน luminal ของพังผืดของ Golgi complex ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับตำแหน่ง cytoplasmic พิเศษของ sphingomyelin ในเซลล์ส่วนใหญ่.

เนื่องจากลักษณะของกลุ่มขั้วโลกของ sphingomyelin และการขาด translocases ที่เฉพาะเจาะจง, การวางแนวทอพอโลยีของไขมันนี้ขึ้นอยู่กับเอนไซม์ synthase.

การเผาผลาญอาหาร

การสลายตัวของ sphingomyelin สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในพลาสมาเมมเบรนและในไลโซโซม Lysosomal hydrolysis ถึง ceramide และ phosphocholine ขึ้นอยู่กับ acidic sphingomyelinase ซึ่งเป็น lysosomal glycoprotein ที่ละลายได้ซึ่งกิจกรรมมีค่า pH ที่เหมาะสมประมาณ 4.5.

การไฮโดรไลซิสในพลาสมาเมมเบรนนั้นถูกเร่งด้วย sphingomyelinase ที่ทำงานที่ pH 7.4 และต้องการแมกนีเซียม divalent หรือแมงกานีสไอออนในการทำงาน เอ็นไซม์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมและการรีไซเคิลของ sphingomyelin พบได้ในออร์แกเนลต่างๆที่เชื่อมต่อถึงกันผ่านทางขนย้ายของตุ่ม.

การอ้างอิง

1. Barenholz, Y. , & Thompson, T. E. (1999) Sphingomyelin: ด้านชีวฟิสิกส์ เคมีและฟิสิกส์ของไขมัน, 102, 29-34.
2. Kanfer, J. , & Hakomori, S. (1983) ชีวเคมี Sphingolipid (D. Hanahan, Ed.), คู่มือการวิจัยไขมัน 3 (ฉบับที่ 1) กดปุ่ม Plenum.
3. Koval, M. , & Pagano, R. (1991) การขนส่งภายในเซลล์และเมแทบอลิซึมของ sphingomyelin Biochimic, 1082, 113-125.
4. Lodish, H. , Berk, A. , Kaiser, C.A. , Krieger, M. , Bretscher, A. , Ploegh, H. , Martin, K. (2003) อณูชีววิทยาของเซลล์ (ลำดับที่ 5) ฟรีแมน W. W. & บริษัท.
5. Millat, G. , Chikh, K. , Naureckiene, S. , Sleat, D.E. , Fensom, A.H. , Higaki, K. , ... Vanier, M.T. (2001) Niemann-Pick โรคประเภท C: สเปกตรัมของ HE1 การกลายพันธุ์และความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม / ฟีโนไทป์ในกลุ่ม NPC2 Am. J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
6. Ramstedt, B. , & Slotte, P. (2002) คุณสมบัติเมมเบรนของ sphingomyelins จดหมาย FEBS, 531, 33-37.
7. Slotte, P. (1999) Sphingomyelin - ปฏิกิริยาของคอเลสเตอรอลในเยื่อชีวภาพและแบบจำลอง เคมีและฟิสิกส์ของไขมัน, 102, 13-27.
8. Vance, J. E. , & Vance, D. E. (2008) ชีวเคมีของไขมันไลโปโปรตีนและเมมเบรน ในชีวเคมีแบบครอบคลุมฉบับใหม่ 36 (ฉบับที่ 4) เอลส์.