Sfingosinsyntese, struktur, funksjoner og sykdommer

3519
Alexander Pearson

De sfingosin Det er en kompleks aminoalkohol av stor betydning, fordi den er en forløperkomponent av sfingolipider generelt. De mest relevante komplekse fosfolipider eller sfingolipider er sfingomyelin og glykosfingolipider. Disse oppfyller spesifikke funksjoner i bevaring av strukturen til nervecellens membraner, slik at de kan utføre sine funksjoner..

Alle sfingolipider har til felles at de er dannet med den samme basestoffet, ceramid, som består av sfingosin pluss Acetyl CoA, derfor kalles det også N-acylphingosin.

Kjemisk struktur av sfingosin

Blant de komplekse fosfolipidene er sfingomyelin en av de viktigste og rikeligste i hjernen og nervevevet. Det finnes hovedsakelig som en bestanddel av myelinskjeden som dekker nervene.

Mens glykosfingolipider er glukoseholdige sfingolipider. Blant de mest fremtredende er cerebrosider (galaktocerebroside og glukocerebroside) og gangliosider. Sistnevnte er involvert i overføring av nerveimpulser, fordi de utgjør nerveender.

Andre finnes også, slik som globosider og sulfater, som er en del av plasmamembranene i hele organismen, og som er viktige som membranreseptorer..

Artikkelindeks

  • 1 Syntese
  • 2 Struktur
  • 3 funksjoner
    • 3.1 Sfingosin
    • 3.2 Derivat av sfingosin (sfingosin 1-fosfat)
  • 4 Sykdommer forårsaket av sfingosinmangel
    • 4.1 Farbers lipogranulomatose eller Farbers sykdom
  • 5 Referanser

Syntese

Aminoalkoholen sfingosin syntetiseres i endoplasmatisk retikulum. Synteseprosessen skjer som følger:

Aminosyren serin, en gang aktivert ved binding til pyridoksal fosfat i nærvær av manganioner, binder seg til palmitoyl-CoA for å danne 3-ketosfinganin. Denne reaksjonen frigjør COto.

Sfingosin dannes etter to reduserende trinn. Den første involverer enzymet 3-ketosfinganinreduktase. Denne reaksjonen bruker NADPH som giver av H+, danner dihydrosfingosin.

I det andre trinnet virker enzymet sfinganinreduktase, med deltagelse av et flavoprotein, hvor sfingosin oppnås.

På den annen side kan sfingosin syntetiseres ved sfingolipid katabolisme. For eksempel når sfingomyelin hydrolyseres, genereres fettsyre, fosforsyre, kolin og sfingosin..

Struktur

Det kjemiske navnet på aminoalkoholen sfingosin er 2-amino-4-oktadecen-1,3-diol. Den kjemiske strukturen kan beskrives som en hydrokarbonkjede som består av totalt 18 karbonatomer, med en aminogruppe og alkohol.

Funksjoner

Sfingosin

Under normale forhold gjenbrukes sfingosinen som produseres ved katabolisme av sfingolipider for fornyelse og dannelse av nye sfingolipider.

Sfingosin griper inn i cellulære metabolske reguleringsprosesser relatert til lipidsignaleringsveier, som en ekstracellulær mediator, som virker på proteinkinase C, som kontrollerer enzymene som er involvert under cellevekst og dødsprosessen.

Det fungerer også som en intracellular andre messenger. Dette stoffet er i stand til å stoppe cellesyklusen, og indusere cellen til programmert celledød eller apoptose..

På grunn av denne funksjonen har det generert interesse for forskere som en terapi mot kreft, sammen med tumornekrosefaktor α.

En økning i nedbrytningen av sfingomyeliner forårsaker en akkumulering av sfinganin og sfingosin (sfingoidbaser). Disse stoffene i høye konsentrasjoner hemmer cellemembranenes funksjon.

Denne akkumuleringen av sfingosin kan forekomme i tilfeller av forgiftning på grunn av forbruk av korn forurenset med fumonisiner, en type mykotoksiner produsert av sopp av slekten Fusarium under lagring..

Fumonisin hemmer enzymet ceramidsyntetase, noe som betyr at ceramid (N-acyl-sfingosin) ikke kan dannes.

I sin tur tillater det heller ikke syntese av sfingomyelin, derfor er sfingosin sammen med sfinganin for konsentrert, og genererer bivirkninger..

Sfingosinderivat (sfingosin 1-fosfat)

Fra fosforylering av sfingosin av to enzymer (sfingosinkinase 1 og sfingosinkinase 2) dannes dets derivat kalt sfingosin 1-fosfat..

Sfingosin 1-fosfat har motsatt effekt til forløperen. Det stimulerer cellevekst (mitogen), og forhindrer til og med den apoptotiske virkningen av noen legemidler som brukes i kreftbehandling, det vil si at dens virkning er antiapoptotisk..

Dette stoffet er funnet i høye konsentrasjoner i forskjellige ondartede prosesser og tumorvev. I tillegg er det et overdrevet uttrykk for reseptorene til dette lipidstoffet.

På den annen side virker sfingosin 1-fosfat sammen med ceramid 1-fosfat i reguleringen av immunceller og binder seg til de spesifikke reseptorene som er tilstede i nevnte celler..

Lymfocytter presenterer spesielt denne typen reseptorer, tiltrukket av tilstedeværelsen av sfingosin 1-fosfat. På en slik måte at lymfocyttene forlater lymfeknuter, passerer til lymfene og senere til sirkulasjonen.

Deretter konsentreres de på stedet der sfingolipiden syntetiseres, og slik deltar de i inflammatoriske prosesser.

Når lymfocytter binder seg til stoffet gjennom reseptoren og induserer en cellulær respons, internaliserer de reseptorene, enten for å resirkulere dem eller for å ødelegge dem..

Denne handlingen ble observert av forskere, som har utviklet stoffer som ligner på sfingosin 1-fosfat for å okkupere spesifikke reseptorer, for å stimulere internalisering og ødeleggelse av reseptoren, uten å forårsake cellulær aktivering og dermed redusere immunresponsen..

Denne typen substans er spesielt nyttig som en immunsuppressiv behandling ved autoimmune sykdommer som multippel sklerose..

Sykdommer forårsaket av sfingosinmangel

Farbers lipogranulomatose eller Farbers sykdom

Dette er en sjelden sykdom med en autosomal recessiv arvelig natur, veldig sjelden, med bare 80 tilfeller rapportert over hele verden..

Årsaken til sykdommen er en mutasjon i ASAH1-genet som koder for lysosomalt enzym syre ceramidase. Dette enzymet har den funksjonen å hydrolysere ceramidet og omdanne det til sfingosin og fettsyrer.

Mangelen på enzymet forårsaker en akkumulering av ceramid, en mangel som manifesterer seg i de første månedene av livet (3 - 6 måneder). Sykdommen manifesterer seg ikke på samme måte hos alle berørte individer, med milde, moderate og alvorlige tilfeller som observeres..

Mild tilfeller har lengre levealder, og kan nå ungdomsår og til og med voksen alder, men den alvorlige formen er alltid dødelig i begynnelsen av livet..

Blant de hyppigste kliniske manifestasjonene av sykdommen er: alvorlig heshet på grunn av involvering i strupehodet som kan føre til afoni på grunn av betennelse i stemmebåndene, dermatitt, skjelettdeformasjoner, smerte, betennelse, lammelse, nevrologisk forverring eller mental retardasjon.

I alvorlige tilfeller kan det være hydrops fetalis, hepatosplenomegali, sløvhet og granulomatøs infiltrasjon i lungene og organene i retikuloendotelialsystemet, som milt og lever, med en veldig kort forventet levetid.

I tilfeller med lengre levealder er det ingen spesifikk behandling, bare symptomene blir behandlet..

Referanser

  1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Fumonisin forbruk og skade på menneskers helse. Folkehelse Mex. 2010; 52 (5): 461-467. Tilgjengelig på: scielo.org.
  2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Rollen til sfingosin og ceramidkinaser i inflammatoriske responser. Immunol Lett.2005; 96 (2): 175-85.
  3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et al. Sfingolipider og kreft: ceramid og sfingosin-1-fosfat i reguleringen av celledød og medikamentresistens. Fremtidig Oncol. 2010; 6 (10): 1603-24.
  4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sphingosine 1-fosfat og dets S1P1-reseptor: regulatorer av immunresponsen. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Tilgjengelig i Scielo. Org
  5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Harpers biokjemi. 12 ava utgave, Editorial El Manual Moderno. DF Mexico.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.