Sphingolipids apa itu, karakteristik, fungsi, sintesis

Apa itu sphylingolipid?

Itu Sphingolipids Mereka mewakili salah satu dari tiga keluarga lipid hebat yang ada di membran biologis. Seperti glyceophospholipid dan sterol, mereka adalah molekul amphipatic dengan daerah polar hidrofilik dan daerah apolar hidrofobik.

Mereka pertama kali dijelaskan pada tahun 1884 oleh Johann L. W. Thudichum, yang menggambarkan tiga sphingolipid (sphingomyeline, otak dan otak -otak) yang termasuk dalam tiga kelas berbeda yang diketahui: fosfosferolipid, glikosphingolipid netral dan asam.

Tidak seperti glyceophospholipids, sphyingolipid tidak dibangun di atas molekul gliserol 3-fosfat sebagai kerangka utama, tetapi senyawa yang berasal dari sphiny, aminoalkohol dengan rantai hidrokarbon panjang yang dilampirkan oleh ikatan Amida Amida yang terpasang.

DANStruktur sphingolipid

Semua sphingolipid berasal dari L-serin, yang dikondensasi dengan asam lemak rantai panjang untuk membentuk basa sphingoid, juga dikenal sebagai basa rantai panjang (LCB).

Basis yang paling umum adalah sphomanine dan sphinxine, yang berbeda satu sama lain dengan adanya ikatan rangkap trans Antara karbon 4 dan 5 dari asam lemak sphinxine.

Karbon 1, 2 dan 3 dari sphinxine secara struktural analog dengan gliserol gliserol gliserol gliserol. Saat Amida Bonds mengikat asam lemak dengan karbon 2 dari sphin.

Asam lemak rantai panjang yang membentuk daerah hidrofobik lipid ini bisa sangat beragam. Panjangnya bervariasi dari 14 hingga 22 atom karbon yang dapat memiliki derajat saturasi yang berbeda, biasanya antara karbon 4 dan 5.

Dalam posisi 4 atau 6 mereka dapat memiliki kelompok hidroksi dan ikatan rangkap di posisi lain atau bahkan konsekuensi seperti kelompok metil.

Karakteristik

Rantai asam lemak yang dihubungkan oleh ikatan amida dengan keramid umumnya jenuh, dan cenderung lebih panjang daripada yang ditemukan dalam gliserofosfolipid, yang tampaknya penting untuk aktivitas biologis dari ini.

Karakteristik khas kerangka sphingolipid adalah bahwa mereka dapat memiliki beban bersih positif untuk pH netral, aneh di antara molekul lipid.

Namun PkA dari kelompok amino rendah sehubungan dengan amina sederhana, antara 7 dan 8, sehingga sebagian molekul tidak dimuat ke pH fisiologis, yang dapat menjelaskan pergerakan "bebas" di antara bilapas ini.

Klasifikasi tradisional sphingolipid muncul dari berbagai modifikasi yang dapat diderita molekul ceramid, terutama dalam hal substitusi kelompok kepala kutub.

Dapat melayani Anda: hepadnavirus: karakteristik, morfologi, pengobatan

Fungsi

Sphingolipid sangat penting pada hewan, tumbuhan dan jamur, serta dalam beberapa organisme dan virus prokariotik.

-Fungsi Struktural

Sphingolipid memodulasi sifat fisik membran, termasuk fluiditas, ketebalan, dan kelengkungannya. Modular Sifat -sifat ini juga memberi mereka pengaruh langsung pada organisasi spasial protein membran.

Dalam lipid "rakit"

Dalam membran biologis, domain mikro dinamis dapat dideteksi dengan kelancaran yang lebih rendah dibentuk oleh kolesterol dan molekul sphingolipid yang disebut balsas lipid.

Struktur ini terjadi secara alami dan mempertahankan hubungan yang erat dengan protein komprehensif, reseptor permukaan sel dan protein pensinyalan, transporter dan protein lainnya dengan jangkar glycosylphosphatidylinitol (GPI) (GPI).

-Fungsi pensinyalan

Mereka memiliki fungsi seperti pensinyalan molekul yang bertindak sebagai pembawa pesan kedua atau sebagai ligan yang disekresikan untuk reseptor permukaan sel.

Sebagai utusan sekunder, mereka dapat berpartisipasi dalam regulasi homeostasis kalsium, pertumbuhan sel, tumorogenesis dan penekanan apoptosis. Selain itu, aktivitas banyak protein membran integral dan perifer tergantung pada hubungannya dengan sphingolipids.

Banyak interaksi antar sel dan sel dengan lingkungannya tergantung pada paparan berbagai gugus kutub sphingolipid ke arah luar membran plasma.

Persatuan glikosphingolipid dan lektinas sangat penting untuk hubungan mielin dengan akson, adhesi neutrofil pada endotelium, dll.

Oleh -produk metabolismenya

Sphingolipid pensinyalan yang paling penting adalah basis rantai panjang atau sphinx dan keramid, serta turunannya yang terfosforilasi, seperti sphygosin 1-fosfat.

Produk metabolisme dari banyak sphingolipid mengaktifkan atau menghambat beberapa downstan putih (protein kinase, fosfatosa dan lainnya), yang mengontrol perilaku seluler sama kompleksnya dengan pertumbuhan, diferensiasi dan apoptosis.

-Sebagai reseptor membran

Beberapa patogen menggunakan gloysphingolipid sebagai reseptor untuk memediasi pintu masuk mereka ke sel inang atau untuk memberikan faktor virulensi kepada mereka.

Telah ditunjukkan bahwa sphyglyipids berpartisipasi dalam beberapa kejadian sel seperti sekresi, endositosis, chemotixis, neurotransmisi, angiogenesis dan peradangan.

Mereka juga terlibat dalam lalu lintas membran, sehingga mereka mempengaruhi internalisasi reseptor, ketertiban, pergerakan dan fusi vesikel sekretori sebagai respons terhadap rangsangan yang berbeda.

Kelompok sphingolipid

Ada tiga subkelas sphingolipid, semuanya berasal dari ceramide dan yang berbeda satu sama lain oleh kelompok kutub, yaitu: sphylingomyelin, glikolipid dan gangliasids.

Sphingomyielinas

Sphingomilein. Hitam: Sphinxine. Merah: Fosfokolin. Biru: Asam Lemak.

Ini mengandung fosfokolin atau fosfoethanolamine sebagai kelompok kepala kutub, sehingga mereka diklasifikasikan sebagai fosfolipid bersama dengan glyceophospholipids. Mereka terlihat, tentu saja, fosfatidilkolin dalam struktur tiga dimensi dan sifat umum karena mereka tidak memiliki muatan di kepala kutub mereka.

Dapat melayani Anda: enolase: struktur, mekanisme aksi, fungsi

Mereka hadir dalam selaput plasma sel hewan dan sangat berlimpah di mielin, pod yang mengelilingi dan mengisolasi akson beberapa neuron.

Glikolipid atau glikosphingolipids netral (tanpa beban)

Glukolipid. WPCROSSON [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Mereka terutama berada di permukaan luar membran plasma dan memiliki satu atau lebih gula sebagai kelompok kepala kutub yang secara langsung disatukan dengan karbon hidroksil 1 dari bagian ceramid. Mereka tidak memiliki kelompok fosfat. Karena pH 7 tidak memiliki beban, mereka disebut glikolipid netral.

Serebrosida memiliki molekul gula tunggal yang terkait dengan keramid. Mereka yang mengandung galaktosa berada di membran plasma sel jaringan non -warga. Globosida adalah goustoesphingolipid dengan dua atau lebih gula, biasanya D-glikosa, D-galaktosa atau N-asetil-D-galaktosamin.

Gangliósidos atau glycosphingolipids

Struktur ganglosid GM1

Ini adalah sphingolipid yang paling kompleks. Mereka memiliki oligosakarida sebagai kelompok kepala kutub dan satu atau lebih residu asam N-asetilmuramat terminal, juga disebut asam siral. Asam siam membawa ke ganglia beban negatif ke pH 7, yang membedakan mereka dari glikosphingolipids netral.

Nomenklatur dari jenis sphingolipid ini tergantung pada jumlah limbah asam sinalat yang ada di bagian oligosakarida dari kepala kutub.

Perpaduan

Molekul basa panjang atau sphiny disintesis dalam retikulum endoplasma (ER) dan penambahan gugus kutub di kepala lipid ini kemudian terjadi di kompleks golgi. Pada mamalia, beberapa sintesis sphingolipid juga dapat terjadi pada mitokondria.

Setelah menyelesaikan sintesis mereka di kompleks Golgi, sphingolipid diangkut ke kompartemen sel lain melalui mekanisme yang dimediasi oleh vesikel.

Biosintesis sphingolipid terdiri dari tiga peristiwa fundamental: sintesis basa rantai panjang, biosintesis ceramides dengan penyatuan asam lemak melalui ikatan Amida, dan akhirnya, pembentukan sphingolipid kompleks dengan cara Union dari serikat kelompok kutub dalam karbon 1 dari basis sphingoide.

Selain sintesis dari novo, Sphingolipid juga dapat terbentuk dengan penggantian atau daur ulang basis rantai panjang dan keramid, yang dapat memberi makan kolam sphingolipid.

Sintesis kerangka keramide

Biosintesis keramid, kerangka sphingolipid, dimulai dengan kondensasi dekarboksylerative dari molekul palmitail-CoA dan L-serine. Reaksi dikatalisis oleh serine palmitail transferase (SPT) heterodimerik, tergantung piridoksal fosfat dan produknya adalah dihydroesfingosin ze 3-zo.

Dapat melayani Anda: mikrobiota: komposisi, fungsi dan di mana itu

Enzim ini dihambat oleh β-phaal-l-alanin dan L-cicloserinas. Dalam ragi ini dikodekan oleh dua gen, sedangkan pada mamalia ada tiga gen untuk enzim ini. Situs aktif berada di permukaan sitoplasma dari retikulum endoplasma.

Peran enzim pertama ini dipertahankan dalam semua organisme yang dipelajari. Namun, ada beberapa perbedaan antara taksa yang berkaitan dengan lokasi subseluler enzim: bakteri adalah sitoplasma, ragi, tanaman dan hewan berada dalam retikulum endoplasma.

3-zoesfinganin kemudian dikurangi oleh 3-zo-ketosphinganin yang bergantung pada NADPH. Dihydroceramide synthase (sphomanine N-acil transferase) asetila kemudian sphinanine untuk menghasilkan dihydroceramide. Ceramide kemudian dibentuk oleh dihydroceramide deaturase/reductase, yang menyisipkan ikatan rangkap trans Di posisi 4-5.

Pada mamalia ada banyak sintasas isoform ceramid, masing -masing bergabung dengan rantai asam lemak tertentu ke basa rantai panjang. Oleh karena itu, Ceramides synthesas dan enzim lainnya, elongasas, memberikan sumber utama keragaman asam lemak dalam sphingolipids.

Metabolisme

Degradasi sphingolipid dilakukan oleh enzim glycohydroles dan sphingomyelinase, yang bertanggung jawab untuk menghilangkan modifikasi kelompok kutub. Di sisi lain, ceramidase meregenerasi basis rantai panjang dari keramid.

Ganglia terdegradasi oleh satu set enzim lisosom yang mengkatalisasi langkah demi langkah unit gula, menghasilkan ceramide pada akhirnya.

Cara lain dari degradasi adalah internalisasi sphingolipid dalam vesikel endositik yang dikirim kembali ke membran plasma atau diangkut ke lisosom di mana mereka terdegradasi oleh hidrolase asam spesifik spesifik.

Tidak semua basis rantai panjang didaur ulang, penahan endoplasma. Mekanisme degradasi ini terdiri dari fosforilasi alih -alih akilasi LCB, sehingga menimbulkan pensinyalan molekul yang dapat menjadi substrat yang dapat larut untuk enzim Liases Enzim.

Peraturan

Metabolisme lipid ini diatur pada beberapa level, salah satunya adalah enzim yang bertanggung jawab atas sintesis, modifikasi pasca -translasi mereka dan mekanisme yang sama dengan hal yang sama.

Beberapa mekanisme regulasi adalah spesifikasi sel, baik untuk mengontrol waktu pengembangan sel di mana mereka diproduksi atau sebagai respons terhadap sinyal spesifik.

Referensi

1. Bartke, n., & Hannun, dan. (2009). Spphingolipid bioaktif: metabolisme dan fungsi. Jurnal Penelitian Lipid, lima puluh, 19.
2. Breslow, d. K. (2013). Homeostasis sphingolipid dalam retikulum endoplasma dan seterusnya. Perspektif Cold Spring Harbor dalam Biologi, 5(4), A013326.