SFINGOSĪNS: SINTĒZE, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS UN SLIMĪBAS - BIOLOĢIJA - 2025

Sphingosine ir komplekss aminospirta liela nozīme, jo tas ir prekursors sastāvdaļa sphingolipids kopumā. Visatbilstošākie kompleksie fosfolipīdi vai sfingolipīdi ir sfingomielīns un glikozingingolipīdi. Tie veic īpašas funkcijas nervu šūnu membrānu struktūras saglabāšanā, ļaujot tām veikt savas funkcijas.

Visiem sfingolipīdiem ir kopīgs raksturīgums, ka tie veidojas ar vienu un to pašu pamatvielu, keramīdu, ko veido sfingozīns plus Acetyl CoA, tāpēc to sauc arī par N-acilfingosīnu.

Sfingozīna ķīmiskā struktūra

Starp sarežģītajiem fosfolipīdiem sfingomielīns ir viens no vissvarīgākajiem un bagātīgākajiem smadzenēs un nervu audos. Tas galvenokārt atrodams kā mielīna apvalka sastāvdaļa, kas pārklāj nervus.

Tā kā glikosfingolipīdi ir glikozi saturoši sfingolipīdi. Starp visizcilākajiem ir cerebrosīdi (galaktocerebrosīds un glikocerebrosīds) un gangliozīdi. Pēdējie ir iesaistīti nervu impulsu pārraidē, jo tie veido nervu galus.

Tiek atrasti arī citi, piemēram, globosīdi un sulfāti, kas ir visa organisma plazmas membrānu daļa un ir svarīgi kā membrānas receptori.

Sintēze

Aminspirta sfingozīns tiek sintezēts endoplazmatiskajā retikulumā. Sintēzes process notiek šādi:

Serīns aminoskābe, kas tikko aktivizēta, saistoties ar piridoksāla fosfātu mangāna jonu klātbūtnē, saistās ar palmitoil-CoA, veidojot 3-ketosfininīnu. Šī reakcija izdala CO ₂ .

Sfingosīns veidojas pēc diviem reducējošiem posmiem. Pirmais ietver enzīmu 3-ketosfininīna reduktāzi. Šajā reakcijā NADPH tiek izmantots kā H ⁺ donors , veidojot dihidrosfingosīnu.

Otrajā posmā darbojas ferments sfinganīna reduktāze, piedaloties flavoproteīnam, kur iegūst sfingozīnu.

No otras puses, sfingozīnu var sintezēt ar sfingolipīdu katabolismu. Piemēram, hidrolizējot sfingomielīnu, rodas taukskābes, fosforskābe, holīns un sfingozīns.

Uzbūve

Sfingozīna aminospirta ķīmiskais nosaukums ir 2-amino-4-oktadecene-1,3-diols. Ķīmisko struktūru var raksturot kā ogļūdeņražu ķēdi, kuru kopumā veido 18 oglekļi ar aminogrupu un spirtu.

Iespējas

Sfingosīns

Normālos apstākļos sfingozīns, ko rada sfingolipīdu katabolisms, tiek atkārtoti izmantots jaunu sfingolipīdu atjaunošanai un veidošanai.

Sfingosīns ir iesaistīts šūnu metabolisma regulēšanas procesos, kas saistīti ar lipīdu signalizācijas ceļiem, kā ārpusšūnu mediators, kas iedarbojas uz olbaltumvielu kināzi C, kas kontrolē enzīmus, kas iesaistīti šūnu augšanas un nāves procesā.

Tas darbojas arī kā intracelulārs otrais kurjers. Šī viela spēj apturēt šūnu ciklu, pamudinot šūnu uz ieprogrammētu šūnu nāvi vai apoptozi.

Sakarā ar šo funkciju tas ir izraisījis pētnieku interesi par terapiju pret vēzi, kā arī ar audzēja nekrozes faktoru α.

Sfingomielīnu noārdīšanās palielināšanās izraisa sfinganīna un sfingozīna (sphingoid bāzes) uzkrāšanos. Šīs vielas augstā koncentrācijā kavē šūnu membrānu pareizu darbību.

Šī sfingozīna uzkrāšanās var notikt saindēšanās gadījumos, ja tiek patērēti graudi, kas piesārņoti ar fumonizīniem - tāda veida mikotoksīniem, ko uzglabāšanas laikā ražo Fusarium ģints sēnes.

Fumonizīns nomāc keramīda sintetāzes enzīmu, kas nozīmē, ka keramīdu (N-acil-sfingozīns) nevar veidoties.

Tas, savukārt, arī nepieļauj sfingomielīna sintēzi, tāpēc sfingozīns kopā ar sfinganīnu ir pārāk koncentrēti, radot nelabvēlīgu iedarbību.

Sfingosīna atvasinājums (sfingozīna 1-fosfāts)

Pēc sfingozīna fosforilēšanas, ko veic divi fermenti (sfingozīnkināze 1 un sfingozīnkināze 2), veidojas tā atvasinājums, ko sauc par sfingozīna 1-fosfātu.

Sfingosīna 1-fosfātam ir pretējs efekts nekā tā priekšgājējam. Tas stimulē šūnu augšanu (mitogēnas), pat novēršot dažu medikamentu, kas tiek izmantoti pretvēža terapijā, apoptotisko iedarbību, tas ir, tā darbība ir antiapoptotiska.

Šī viela ir konstatēta augstā koncentrācijā dažādos ļaundabīgos procesos un audzēja audos. Turklāt ir pārspīlēta šīs lipīdu vielas receptoru izpausme.

No otras puses, sfingozīna 1-fosfāts kopā ar keramīda 1-fosfātu darbojas imūnsistēmas šūnu regulēšanā, saistoties ar specifiskajiem receptoriem, kas atrodas šajās šūnās.

Limfocīti īpaši pārstāv šāda veida receptorus, tos piesaista sfingozīna 1-fosfāts. Tādā veidā, ka limfocīti atstāj limfmezglus, tie pāriet uz limfu un vēlāk uz asinsriti.

Tad tie tiek koncentrēti vietā, kur tiek sintezēts sfingolipīds, un šādi viņi piedalās iekaisuma procesos.

Kad limfocīti ar savu receptoru saistās ar vielu un izraisa šūnu reakciju, tie internalizē receptorus, lai tos pārstrādātu vai iznīcinātu.

Šo darbību novēroja pētnieki, kuri ir izstrādājuši vielas, kas līdzīgas sfingozīna 1-fosfātam, lai aizņemtu specifiskos receptorus, lai stimulētu receptoru internalizāciju un iznīcināšanu, neizraisot šūnu aktivizāciju un tādējādi samazinot imūno reakciju.

Šāda veida vielas ir īpaši noderīgas kā imūnsupresīva terapija autoimūno slimību, piemēram, multiplās sklerozes, gadījumos.

Slimības, ko izraisa sfingozīna deficīts

Fēbera lipogranulomatoze vai Fēbera slimība

Šī ir reta autosomāli recesīva iedzimta slimība, ļoti reti sastopama, visā pasaulē ziņots tikai par 80 gadījumiem.

Slimības cēlonis ir gēna ASAH1 mutācija, kas kodē lizosomu fermenta skābes keramidāzi. Šī fermenta funkcija ir keramīda hidrolizēšana un pārvēršana sfingozīnā un taukskābēs.

Fermenta trūkums izraisa keramīda uzkrāšanos, deficītu, kas izpaužas pirmajos dzīves mēnešos (3 - 6 mēneši). Slimība neizpaužas vienādi visiem skartajiem indivīdiem, novērojot vieglus, vidēji smagus un smagus gadījumus.

Viegliem gadījumiem ir ilgāks dzīves ilgums, un tie var sasniegt pusaudža un pat pieaugušo vecumu, taču smagā forma dzīves sākumā vienmēr ir letāla.

Starp biežākajām slimības klīniskajām izpausmēm ir: smaga aizsmakums, kas saistīts ar iesaistīšanos balsenē un kas var izraisīt afoniju balss saišu iekaisuma dēļ, dermatītu, skeleta deformācijas, sāpes, iekaisumu, paralīzi, neiroloģisku pasliktināšanos vai garīgu atpalicību.

Smagos gadījumos tas var parādīties ar hidropsijas augļa, hepatosplenomegālijas, letarģiskas un granulomatozes infiltrācijām retikuloendoteliālas sistēmas plaušās un orgānos, piemēram, liesā un aknās, ar ļoti īsu dzīves ilgumu.

Gadījumiem ar ilgāku dzīves ilgumu nav specifiskas ārstēšanas, ārstē tikai simptomus.

Atsauces

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Fumonizīnu patēriņš un kaitējums cilvēku veselībai. Sabiedrības veselība Mex. 2010; 52 (5): 461–467. Pieejams vietnē: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Sfingozīna un keramīda kināžu loma iekaisuma reakcijās. Immunol Lett. 2005. gads; 96 (2): 175–85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et al. Sfingolipīdi un vēzis: keramīds un sfingozīns-1-fosfāts, lai regulētu šūnu nāvi un izturību pret zālēm. Nākotnes onkols. 2010; 6 (10): 1603–24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sfingosīna 1-fosfāts un tā S1P1 receptori: imūnās atbildes regulatori. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Pieejams Scielo. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Harpera bioķīmija. 12 ^th izdevums Redakcijas Modern Manuāli. DF Meksika.