SFINGOSIINI: SYNTEESI, RAKENNE, TOIMINNOT JA SAIRAUDET - BIOLOGIA - 2026

Sfingosiini on monimutkainen aminoalkoholin suuri merkitys, koska se on esiaste osa sfingolipidejä yleensä. Merkittävimmät kompleksiset fosfolipidit tai sfingolipidit ovat sfingomyeliini ja glykosfingolipidit. Ne täyttävät erityiset tehtävät hermosolujen kalvojen rakenteen säilyttämisessä, jolloin ne voivat suorittaa tehtävänsä.

Kaikilla shingolipideillä on yhteistä, että ne muodostetaan samalla emäksellä keramiidilla, joka koostuu sfingosiinista plus asetyyli-CoA, siksi sitä kutsutaan myös N-asyylifingosiiniksi.

Sfingosiinin kemiallinen rakenne

Monimutkaisten fosfolipidien joukossa sfingomyeliini on yksi tärkeimmistä ja runsaimmista aivoissa ja hermostossa. Sitä löytyy pääasiassa hermoja peittävän myeliinikuoren ainesosasta.

Kun taas glykosfingolipidit ovat glukoosia sisältäviä sfingolipidejä. Näkyvimpiä ovat aivobrosidit (galaktokerebrosidi ja glukoserebrosidi) ja gangliosidit. Viimeksi mainitut osallistuvat hermoimpulssien välitykseen, koska ne muodostavat hermopäätteet.

Myös muita löytyy, kuten globosideja ja sulfaatteja, jotka ovat osa koko organismin plasmamembraaneja, ja ne ovat tärkeitä membraanireseptoreina.

Synteesi

Aminoalkoholisfingosiini syntetisoidaan endoplasmisessa retikulumissa. Synteesiprosessi tapahtuu seuraavasti:

Aminohappo seriini, kun se on aktivoitunut sitoutumalla pyridoksaalifosfaattiin mangaani-ionien läsnä ollessa, sitoutuu palmitoyyli-CoA: hon muodostaen 3-ketosfinganiinia. Tämä reaktio vapauttaa CO ₂.

Sfingosiini muodostuu kahden pelkistävän vaiheen jälkeen. Ensimmäiseen sisältyy entsyymi 3-ketosfinganiinireduktaasi. Tämä reaktio käyttää NADPH: ta H ⁺ -luovuttajana, muodostaen dihydrosfingosiinia.

Toisessa vaiheessa sphinganiinireduktaasi-entsyymi toimii flavoproteiinin mukana, josta saadaan sfingosiini.

Toisaalta sfingosiini voidaan syntetisoida shingolipidikatabolismilla. Esimerkiksi kun sfingomyeliini hydrolysoituu, muodostuu rasvahappoa, fosforihappoa, koliinia ja sfingosiinia.

Rakenne

Sfingosiinaminoalkoholin kemiallinen nimi on 2-amino-4-oktadekeen-1,3-dioli. Kemiallinen rakenne voidaan kuvata hiilivetyketjuna, joka koostuu yhteensä 18 hiiltä, ​​aminoryhmän ja alkoholin kanssa.

ominaisuudet

sfingosiini

Normaaleissa olosuhteissa sfingolipidien katabolismin aikaansaama sfingosiini käytetään uudelleen uusien shingolipidien uudistamiseen ja muodostumiseen.

Sfingosiini on mukana solujen aineenvaihdunnan säätelyprosesseissa, jotka liittyvät lipidien signalointireitteihin, solunulkoisena välittäjänä, joka vaikuttaa proteiinikinaasi C: een, joka säätelee entsyymejä, jotka osallistuvat solujen kasvun ja kuoleman aikana.

Se toimii myös solunsisäisenä toisena sanansaattajana. Tämä aine kykenee pysäyttämään solusyklin, indusoimalla solun ohjelmoituun solukuolemaan tai apoptoosiin.

Tämän toiminnon ansiosta se on herättänyt kiinnostusta tutkijoille syöpään kohdistuvana terapiana yhdessä tuumorinekroositekijän α kanssa.

Sfingomyeliinien hajoamisen lisääntyminen aiheuttaa sphinganiinin ja sfingosiinin (sphingoid-emäkset) kertymisen. Nämä suuret pitoisuudet sisältävät aineet estävät solukalvojen asianmukaista toimintaa.

Tällainen sfingosiinin kertyminen voi tapahtua myrkytystapauksissa, jotka johtuvat fumonisiineilla saastuneiden jyvien kuluttamisesta. Tämä on tyyppi mykotoksiineja, joita Fusarium-suvun sienet tuottavat varastoinnin aikana.

Fumonisiini estää keramiinisyntetaasi-entsyymiä, mistä seuraa, että keramidia (N-asyylifingosiini) ei voida muodostaa.

Se ei vuorostaan ​​myöskään salli sfingomyeliinin synteesiä, joten sfingosiini yhdessä sphinganiinin kanssa ovat liian konsentroituneita aiheuttaen haitallisia vaikutuksia.

Sfingosiinijohdannainen (sfingosiini-1-fosfaatti)

Sfingosiinin fosforyloinnista kahdella entsyymillä (sfingosiinikinaasi 1 ja sfingosiinikinaasi 2) muodostuu sen johdannainen, nimeltään sfingosiini-1-fosfaatti.

Sfingosiini-1-fosfaatilla on päinvastainen vaikutus kuin sen edeltäjällä. Se stimuloi solujen kasvua (mitogeeninen) estäen jopa joidenkin syövän hoitoon käytettävien lääkkeiden apoptoottisen vaikutuksen, ts. Sen vaikutus on antiapoptoottinen.

Tätä ainetta on löydetty suurina pitoisuuksina erilaisissa pahanlaatuisissa prosesseissa ja kasvainkudoksissa. Lisäksi on tämän lipidiaineen reseptoreiden liioiteltua ilmentymistä.

Toisaalta sfingosiini-1-fosfaatti yhdessä keramidi-1-fosfaatin kanssa säätelee immuunisoluja, sitoutuen spesifisiin reseptoreihin, jotka ovat läsnä mainituissa soluissa.

Erityisesti lymfosyytit edustavat tämän tyyppisiä reseptoreita, jotka houkuttelevat sfingosiini-1-fosfaatin läsnäoloa. Sillä tavalla, että lymfosyytit poistuvat imusolmukkeista, ne siirtyvät imusolmukkaan ja myöhemmin verenkiertoon.

Sitten ne keskittyvät kohtaan, jossa sfingolipidi syntetisoidaan, ja näin he osallistuvat tulehduksellisiin prosesseihin.

Kun lymfosyytit sitoutuvat aineeseen reseptorinsa kautta ja indusoivat soluvasteen, ne internalisoivat reseptorit joko kierrättämään niitä tai tuhoamaan ne.

Tätä toimintaa havaitsivat tutkijat, jotka ovat kehittäneet sfingosiini-1-fosfaatin kaltaisia ​​aineita miehittämään spesifisiä reseptoreita stimuloimaan reseptorin internalisaatiota ja tuhoamista aiheuttamatta solujen aktivaatiota ja vähentäen siten immuunivastetta.

Tämäntyyppinen aine on erityisen käyttökelpoinen immunosuppressiivisena terapiana autoimmuunisairauksissa, kuten multippeliskleroosissa.

Sfingosiinin puutteesta johtuvat sairaudet

Farberin lipogranulomatoosi tai Farberin tauti

Tämä on harvinainen autosomaalisesti resessiivinen perinnöllinen sairaus, erittäin harvinainen, ja vain 80 tapausta ilmoitetaan maailmanlaajuisesti.

Taudin syy on mutaatio ASAH1-geenissä, joka koodaa lysosomaalisen entsyymin happokeramidaasia. Tämän entsyymin tehtävänä on hydrolysoida keramiidi ja muuttaa se sfingosiiniksi ja rasvahapoiksi.

Entsyymin puute aiheuttaa keramidin kertymisen, vajavuuden, joka ilmenee ensimmäisinä elinkuukausina (3 - 6 kuukautta). Tauti ei ilmene samalla tavalla kaikilla sairastuneilla henkilöillä, lieviä, kohtalaisia ​​ja vakavia tapauksia on havaittu.

Lievillä tapauksilla on pidempi elinajanodote, ja ne voivat saavuttaa murrosiän tai jopa aikuisuuden, mutta vakava muoto on aina kohtalokas elämän alussa.

Taudin yleisimpiä kliinisiä oireita ovat: vaikea käheys, joka johtuu kurkunpään aiheuttamisesta, joka voi johtaa aphoniaan äänenjohtojen tulehduksesta, ihottumasta, luuston muodonmuutoksista, kipusta, tulehduksesta, halvaantumisesta, neurologisesta heikentymisestä tai henkisestä viivästymisestä.

Vakavissa tapauksissa se voi esiintyä hydropsisikiöllä, hepatosplenomegaliassa, letargiassa ja granulomatoottisissa tunkeutumisissa retikuloendoteliaalisen järjestelmän keuhkoihin ja elimiin, kuten pernaan ja maksaan, ja joiden elinajanodote on erittäin lyhyt.

Tapauksissa, joiden elinajanodote on pidempi, ei ole erityistä hoitoa, vain oireet hoidetaan.

Viitteet

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Fumonisiinien kulutus ja ihmisten terveydelle aiheutuvat vahingot. Kansanterveys Mex. 2010; 52 (5): 461-467. Saatavana osoitteessa: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Sfingosiini- ja keramiinkinaasien rooli tulehduksellisissa vasteissa. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175 - 85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et ai. Sfingolipidit ja syöpä: keramidi ja sfingosiini-1-fosfaatti säätelemällä solukuolemaa ja lääkeresistenssiä. Tulevaisuuden Oncol. 2010; 6 (10): 1603 - 24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sfingosiini-1-fosfaatti ja sen S1P1-reseptori: immuunivasteen säätelijät. Fac. Med. (Meks.), 2012; 55 (6): 53 - 57. Saatavana Scielossa. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Harperin biokemia. 12 ^th edition, Pääkirjoitus Modern Manual. DF Meksiko.