- โครงสร้าง
- คุณสมบัติ
- -Signaling
- -โครงสร้าง
- ในไขมัน "แพ" และ Caveolae
- เกี่ยวกับคอเลสเตอรอล
- สังเคราะห์
- การเผาผลาญอาหาร
- อ้างอิง
sphingomyelinเป็นสฟิงโกลิพิดที่มีมากที่สุดในเนื้อเยื่อของสัตว์: เป็นที่รู้จักกันจะเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์ทุกการศึกษาวันที่ มีความคล้ายคลึงกันทางโครงสร้างกับฟอสฟาติดิลโคลีนในแง่ของกลุ่มหัวขั้วดังนั้นจึงจัดเป็นฟอสโฟลิพิด (phosphosphingolipid)
ในช่วงทศวรรษที่ 1880 นักวิทยาศาสตร์โยฮันน์ทูดิคุมได้แยกส่วนประกอบของไขมันที่ละลายด้วยอีเธอร์ออกจากเนื้อเยื่อสมองและตั้งชื่อมันว่า sphingomyelin ต่อมาในปี พ.ศ. 2470 มีรายงานโครงสร้างของ sphingolipid นี้ว่า N-acyl-sphingosine-1-phosphocholine
โครงสร้างของ sphingomyelin (ที่มา: Jag123 ที่ English Wikipedia, Wikimedia Commons)
เช่นเดียวกับ sphingolipids อื่น ๆ sphingomyelin มีหน้าที่ในการส่งสัญญาณทั้งโครงสร้างและเซลล์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีอยู่มากในเนื้อเยื่อประสาทโดยเฉพาะไมอีลินซึ่งเป็นปลอกหุ้มและแยกแอกซอนของเซลล์ประสาทบางชนิด
การกระจายของมันได้รับการศึกษาโดยการแยกส่วนใต้เซลล์และการทดลองการย่อยสลายของเอนไซม์ด้วย sphingomyelinases และผลการวิจัยระบุว่าพบ sphingomyelin มากกว่าครึ่งในเซลล์ยูคาริโอตในเยื่อหุ้มพลาสมา อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ ตัวอย่างเช่นในไฟโบรบลาสต์มีสัดส่วนเกือบ 90% ของไขมันทั้งหมด
ความผิดปกติของกระบวนการสังเคราะห์และการเผาผลาญของไขมันนี้นำไปสู่การพัฒนาพยาธิสภาพที่ซับซ้อนหรือ lipidosis ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้คือโรค Niemann-Pick ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมโดยมีลักษณะเป็น hepatosplenomegaly และความผิดปกติของระบบประสาทที่ก้าวหน้า
โครงสร้าง
Sphingomyelin เป็นโมเลกุลแอมฟิพาทิกที่ประกอบด้วยหัวขั้วและหางสองขั้ว กลุ่มหัวขั้วเป็นโมเลกุลของฟอสโฟโคลีนดังนั้นจึงอาจมีลักษณะคล้ายกับกลีเซอโรฟอสฟอรัสฟอสฟาติดิลโคลีน (PC) อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างกันอย่างมากเกี่ยวกับบริเวณที่เชื่อมต่อและไม่ชอบน้ำระหว่างโมเลกุลทั้งสองนี้
ฐานที่พบมากที่สุดในโมเลกุลของสฟิงโกไมเอลินของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมคือเซราไมด์ประกอบด้วยสฟิงโกซีน (1,3-dihydroxy-2-amino-4-octadecene) ซึ่งมีพันธะคู่ทรานส์ระหว่างคาร์บอนที่ตำแหน่ง 4 และ 5 ของโซ่ไฮโดรคาร์บอน สฟิงกานีนอนุพันธ์อิ่มตัวของมันก็มีอยู่ทั่วไปเช่นกัน แต่พบได้น้อยกว่า
ความยาวของหางที่ไม่ชอบน้ำของ sphingomyelin มีตั้งแต่ 16 ถึง 24 อะตอมของคาร์บอนและองค์ประกอบของกรดไขมันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเนื้อเยื่อ
ตัวอย่างเช่น Sphingomyelins ในสสารสีขาวของสมองมนุษย์มีกรด nervonic ซึ่งในสารสีเทามีกรดสเตียริกเป็นหลักและรูปแบบที่แพร่หลายในเกล็ดเลือดคือ arachidonate
โดยทั่วไปจะมีความแตกต่างของความยาวระหว่างโซ่กรดไขมันทั้งสองของ sphingomyelin ซึ่งดูเหมือนจะชอบปรากฏการณ์ "interdigitation" ระหว่างไฮโดรคาร์บอนใน monolayers ที่อยู่ตรงข้ามกัน ทำให้เมมเบรนมีเสถียรภาพพิเศษและคุณสมบัติเฉพาะเมื่อเทียบกับเมมเบรนอื่น ๆ ที่ด้อยกว่าใน sphingolipid นี้
ในบริเวณที่เชื่อมต่อกันของโมเลกุล sphingomyelin มีหมู่เอไมด์และไฮดรอกซิลอิสระที่คาร์บอน 3 ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคและตัวรับพันธะไฮโดรเจนสำหรับพันธะภายในและระหว่างโมเลกุลซึ่งมีความสำคัญในการกำหนดโดเมนด้านข้างและปฏิสัมพันธ์ ด้วยโมเลกุลประเภทต่างๆ
คุณสมบัติ
-Signaling
ผลิตภัณฑ์ของเมแทบอลิซึมของ sphingosine -ceramide, sphingosine, sphingosine 1-phosphate และ diacylglycerol- เป็นเอฟเฟกต์ระดับเซลล์ที่สำคัญและมีบทบาทในการทำงานของเซลล์หลายอย่างเช่นการตายของเซลล์การพัฒนาและการชราการส่งสัญญาณของเซลล์และอื่น ๆ
-โครงสร้าง
ต้องขอบคุณโครงสร้าง sphingomyelin แบบ "ทรงกระบอก" แบบสามมิติทำให้ไขมันนี้สามารถสร้างโดเมนเมมเบรนที่กะทัดรัดและเป็นระเบียบมากขึ้นซึ่งมีผลต่อการทำงานที่สำคัญจากมุมมองของโปรตีนเนื่องจากสามารถสร้างโดเมนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับโปรตีนเมมเบรนบางชนิดได้
ในไขมัน "แพ" และ Caveolae
แพไลปิดเฟสเมมเบรนหรือไมโครโดเมนที่สั่งซื้อของ sphingolipids เช่น sphingomyelin กลีเซอโรฟอสโฟลิปิดบางชนิดและคอเลสเตอรอลเป็นตัวแทนของแพลตฟอร์มที่มีเสถียรภาพสำหรับการเชื่อมโยงของโปรตีนเมมเบรนกับหน้าที่ต่างๆ (ตัวรับตัวขนส่ง ฯลฯ )
Caveolae เป็นการรุกรานของเยื่อหุ้มพลาสมาที่รับโปรตีนที่มีจุดยึด GPI และยังอุดมไปด้วย sphingomyelin
เกี่ยวกับคอเลสเตอรอล
คอเลสเตอรอลเนื่องจากความแข็งแกร่งของโครงสร้างมีผลต่อโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์อย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่มุมที่เกี่ยวข้องกับความลื่นไหลซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถือว่าเป็นองค์ประกอบที่จำเป็น
เนื่องจาก sphingomyelins มีทั้งผู้บริจาคพันธะไฮโดรเจนและตัวรับจึงเชื่อว่ามีความสามารถในการสร้างปฏิสัมพันธ์ที่ "เสถียร" กับโมเลกุลของคอเลสเตอรอลได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงมีการกล่าวว่ามีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างระดับของคอเลสเตอรอลและ sphingomyelin ในเยื่อหุ้มเซลล์
สังเคราะห์
การสังเคราะห์ sphingomyelin เกิดขึ้นใน Golgi complex ซึ่งเซราไมด์ที่ขนส่งจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) จะถูกแก้ไขโดยการถ่ายโอนโมเลกุลฟอสโฟโคลีนจากฟอสฟาติดิลโคลีนพร้อมกับการปลดปล่อยโมเลกุลไดอะซิลกลีเซอรอลร่วมกัน ปฏิกิริยาจะถูกเร่งโดย SM synthase (เซราไมด์: phosphatidylcholine phosphocholine transferase)
นอกจากนี้ยังมีอีกวิธีหนึ่งสำหรับการผลิต sphingomyelin ที่สามารถเกิดขึ้นได้โดยการถ่ายโอน phosphoethanolamine จาก phosphatidylethanolamine (PE) ไปยัง ceramide พร้อมกับ phosphoethanolamine methylation ที่ตามมา สิ่งนี้คิดว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งในเนื้อเยื่อประสาทที่อุดมด้วย PE
Sphingomyelin synthase พบได้ที่ด้านข้างของเยื่อหุ้มเซลล์ Golgi complex ซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่งของ sphingomyelin ในเซลล์ส่วนใหญ่
เนื่องจากลักษณะของกลุ่มขั้วของ sphingomyelin และการไม่มีตัวแปลที่เฉพาะเจาะจงการวางแนวทอพอโลยีของไขมันนี้ขึ้นอยู่กับการสังเคราะห์ของเอนไซม์
การเผาผลาญอาหาร
การสลายตัวของ sphingomyelin สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในพลาสมาเมมเบรนและไลโซโซม ไลโซโซมไฮโดรไลซิสไปเป็นเซราไมด์และฟอสโฟโคลีนขึ้นอยู่กับ sphingomyelinase ที่เป็นกรดซึ่งเป็นไลโซโซมไกลโคโปรตีนที่ละลายน้ำได้ซึ่งกิจกรรมมีค่า pH ที่เหมาะสมประมาณ 4.5
ไฮโดรไลซิสในพลาสมาเมมเบรนถูกเร่งปฏิกิริยาโดย sphingomyelinase ที่ทำงานที่ pH 7.4 และต้องใช้แมกนีเซียมดิวาเลนต์หรือแมงกานีสไอออนในการทำงาน เอนไซม์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญและการรีไซเคิลของ sphingomyelin พบได้ในออร์แกเนลล์ต่างๆที่เชื่อมต่อกันผ่านทางเดินลำเลียงแบบ vesicular
อ้างอิง
- Barenholz, Y. และ Thompson, TE (1999) Sphingomyelin: แง่มุมทางชีวฟิสิกส์ เคมีและฟิสิกส์ของไขมัน, 102, 29–34
- Kanfer, J. , & Hakomori, S. (1983). ชีวเคมี Sphingolipid (D. Hanahan, Ed.), Handbook of Lipid Research 3 (1st ed.). Plenum กด
- Koval, M. , & Pagano, R. (1991). การขนส่งภายในเซลล์และการเผาผลาญของ sphingomyelin ไบโอชิมิค, 1082, 113-125
- Lodish, H. , Berk, A. , Kaiser, CA, Krieger, M. , Bretscher, A. , Ploegh, H. , Martin, K. (2003) ชีววิทยาระดับโมเลกุล (ฉบับที่ 5). ฟรีแมน WH & Company
- Millat, G. , Chikh, K. , Naureckiene, S. , Sleat, DE, Fensom, AH, Higaki, K. , … Vanier, MT (2001) Niemann-Pick Disease Type C: สเปกตรัมของการกลายพันธุ์ของ HE1 และความสัมพันธ์ของจีโนไทป์ / ฟีโนไทป์ในกลุ่ม NPC2 น. เจ. ฮัม. จำพวก , 69, 1013-1021
- Ramstedt, B. , & Slotte, P. (2002). คุณสมบัติของเมมเบรนของ sphingomyelins FEBS Letters, 531, 33–37
- Slotte, P. (1999). Sphingomyelin - ปฏิสัมพันธ์ของคอเลสเตอรอลในเยื่อชีวภาพและแบบจำลอง เคมีและฟิสิกส์ของไขมัน, 102, 13–27
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). ชีวเคมีของไขมันไลโปโปรตีนและเมมเบรน In New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4th ed.). เอลส์