Plik sfingomielina jest najbardziej rozpowszechnionym sfingolipidem w tkankach zwierzęcych: jego obecność stwierdzono we wszystkich badanych do tej pory błonach komórkowych. Wykazuje podobieństwa strukturalne do fosfatydylocholiny w zakresie polarnej grupy głowy, dlatego też zaliczany jest do fosfolipidów (fosfosfingolipidów).
XIX wieku naukowiec Johann Thudichum wyodrębnił z tkanki mózgowej składnik lipidowy rozpuszczalny w eterze i nazwał go sfingomieliną. Później, w 1927 roku, strukturę tego sfingolipidu podano jako N-acylo-sfingozyna-1-fosfocholina.
Podobnie jak inne sfingolipidy, sfingomielina pełni zarówno funkcje strukturalne, jak i komórkowe, i jest szczególnie obfita w tkankach nerwowych, szczególnie w mielinie, otoczce, która zakrywa i izoluje aksony niektórych neuronów.
Jego dystrybucję badano poprzez frakcjonowanie subkomórkowe i eksperymenty degradacji enzymatycznej ze sfingomielinazami, a wyniki wskazują, że ponad połowa sfingomieliny w komórkach eukariotycznych znajduje się w błonie plazmatycznej. Zależy to jednak od typu komórki. Na przykład w fibroblastach stanowi prawie 90% wszystkich lipidów.
Rozregulowanie procesów syntezy i metabolizmu tego lipidu prowadzi do rozwoju złożonych patologii lub lipidozy. Przykładem tego jest dziedziczna choroba Niemanna-Picka, charakteryzująca się powiększeniem wątroby i śledziony oraz postępującą dysfunkcją neurologiczną.
Indeks artykułów
Sfingomielina to amfipatyczna cząsteczka złożona z głowy polarnej i dwóch ogonów niepolarnych. Grupa polarna głowy jest cząsteczką fosfocholiny, więc może wyglądać podobnie do glicerofosfolipidu fosfatydylocholiny (PC). Istnieją jednak zasadnicze różnice dotyczące obszaru międzyfazowego i hydrofobowego między tymi dwiema cząsteczkami..
Najczęstszą zasadą w cząsteczce sfingomieliny ssaków jest ceramid, złożony z sfingozyny (1,3-dihydroksy-2-amino-4-oktadekenu), który ma podwójne wiązanie w przeł między atomami węgla w pozycjach 4 i 5 łańcucha węglowodorowego. Jej nasycona pochodna, sfinganina, jest również powszechna, ale występuje w mniejszym stopniu.
Długość hydrofobowych ogonów sfingomieliny waha się od 16 do 24 atomów węgla, a skład kwasów tłuszczowych różni się w zależności od tkanki.
Na przykład sfingomieliny w istocie białej ludzkiego mózgu zawierają kwas nerwowy, te z istoty szarej zawierają głównie kwas stearynowy, a przeważającą postacią w płytkach krwi jest arachidonian..
Generalnie istnieje rozbieżność w długości między dwoma łańcuchami kwasów tłuszczowych sfingomieliny, co wydaje się sprzyjać zjawisku „interdigitation” między węglowodorami w przeciwnych monowarstwach. Zapewnia to membranie szczególną stabilność i szczególne właściwości w porównaniu z innymi membranami, które są gorsze w tym sfingolipidzie..
W obszarze międzyfazowym cząsteczki sfingomielina ma grupę amidową i wolny hydroksyl przy węglu 3, który może służyć jako donory i akceptory wiązań wodorowych dla wiązań wewnątrz- i międzycząsteczkowych, ważnych w definiowaniu domen bocznych i interakcji. Z różnymi rodzaje cząsteczek.
Produkty metabolizmu sfingozyny - ceramid, sfingozyna, 1-fosforan sfingozyny i diacyloglicerol - są ważnymi efektorami komórkowymi i odgrywają rolę w wielu funkcjach komórkowych, takich jak między innymi apoptoza, rozwój i starzenie się, sygnalizacja komórkowa..
Dzięki trójwymiarowej „cylindrycznej” strukturze sfingomieliny lipid ten może tworzyć bardziej zwarte i uporządkowane domeny błonowe, co ma ważne implikacje funkcjonalne z punktu widzenia białka, ponieważ może tworzyć specyficzne domeny dla niektórych integralnych białek błonowych.
Tratwy lipidowe, fazy błony lub uporządkowane mikro-domeny sfingolipidów, takie jak sfingomielina, niektóre glicerofosfolipidy i cholesterol, stanowią stabilne platformy dla asocjacji białek błonowych o różnych funkcjach (receptory, transportery itp.).
Caveolae to wgłębienia błony komórkowej, które rekrutują białka z kotwicami GPI i są również bogate w sfingomielinę.
Cholesterol ze względu na swoją sztywność strukturalną znacząco wpływa na strukturę błon komórkowych, szczególnie w aspektach związanych z płynnością, dlatego jest uważany za pierwiastek niezbędny.
Ponieważ sfingomieliny posiadają zarówno donory, jak i akceptory wiązań wodorowych, uważa się, że są one zdolne do tworzenia bardziej „stabilnych” interakcji z cząsteczkami cholesterolu. Dlatego mówi się, że istnieje dodatnia korelacja między poziomem cholesterolu i sfingomieliny w błonach..
Synteza sfingomieliny zachodzi w kompleksie Golgiego, gdzie ceramid transportowany z retikulum endoplazmatycznego (ER) jest modyfikowany przez przeniesienie cząsteczki fosfocholiny z fosfatydylocholiny, z jednoczesnym uwolnieniem cząsteczki diacyloglicerolu. Reakcja jest katalizowana przez syntazę SM (ceramid: fosfatydylocholina fosfocholina transferaza).
Istnieje również inny szlak do produkcji sfingomieliny, który może nastąpić poprzez przeniesienie fosfoetanoloaminy z fosfatydyloetanoloaminy (PE) do ceramidu, z późniejszą metylacją fosfoetanoloaminy. Uważa się, że jest to szczególnie ważne w niektórych tkankach nerwowych bogatych w PE..
Syntaza sfingomieliny znajduje się po luminalnej stronie błony kompleksu Golgiego, co jest zgodne z dodatkowym cytoplazmatycznym umiejscowieniem sfingomieliny w większości komórek.
Ze względu na charakterystykę polarnej grupy sfingomieliny i pozorny brak specyficznych translokaz, topologiczna orientacja tego lipidu zależy od syntazy enzymatycznej..
Degradacja sfingomieliny może wystąpić zarówno w błonie komórkowej, jak iw lizosomach. Hydroliza lizosomalna do ceramidu i fosfocholiny zależy od kwaśnej sfingomielinazy, rozpuszczalnej lizosomalnej glikoproteiny, której aktywność ma optymalne pH około 4,5.
Hydroliza w błonie komórkowej jest katalizowana przez sfingomielinazę, która działa przy pH 7,4 i która do działania wymaga dwuwartościowych jonów magnezu lub manganu. Inne enzymy zaangażowane w metabolizm i recykling sfingomieliny znajdują się w różnych organellach, które łączą się ze sobą poprzez pęcherzykowe szlaki transportowe..
Jeszcze bez komentarzy