스핑 고지 질 특성, 기능, 그룹, 합성 및 신진 대사



그 스 핑고 지질 이들은 생물학적 막에 존재하는 지질의 세 가지 주요 계열 중 하나를 대표합니다. 글리세로 인지질 및 스테롤과 마찬가지로, 이들은 친수성 극 부위 및 소수성 무극성 부위를 갖는 양친 매성 분자이다..

그들은 제 요한 W. L. 알려진 세 가지 상이한 부류에 속하는 세 스핑 고리 피드 (스 핑고 미엘린, 및 세레브 cerebrosulfatida)를 설명 Thudichum, 1884에 기술되었다 : fosfoesfingolípidos 중성 및 산성 글리 고스.

글리세 달리, 스핑 고리 피드는 주 골격 글리세롤 -3- 포스페이트의 분자에 구축하지만, 스핑 고신, 아미드 결합에 의해 연결된 긴 탄화수소 사슬을 갖는 아미노 알코올로부터 유도 된 화합물이 아니다.

복잡성과 다양성 측면에서, 포유류의 스핑 고지 질 (sphingolipids)에 대해 적어도 5 가지 유형의 염기가 알려져 있습니다. 이 염기는 다양한 길이와 포화도를 가진 20 가지 이상의 다른 지방산과 결합 될 수있는 극성 그룹의 다중 변형과 결합 될 수 있습니다.

생물학적 멤브레인은 약 20 %의 스 핑고 지질을 가지고 있습니다. 이들은 구조적 신호 전달 및 상이한 세포 간 통신 프로세스의 제어에서 세포에서 다양하고 중요한 기능을 가지고있다..

이들 분자의 분포가있는 소기관의 기능에 따라 다르지만, 통상의 스핑 고지 농도가 내측 단층 다른 구획에 대한 세포막의 외부 단층 훨씬 높다.

인간에는 적어도 60 종의 스핑 고지 질이 있습니다. 많은 것들은 신경 세포막의 중요한 구성 요소이며, 다른 것들은 중요한 구조적 역할을하거나 신호 변환, 인식, 세포 분화, 병인 발생, 프로그램 된 세포사 등에 참여합니다..

색인

  • 1 구조
  • 2 특성
  • 3 함수
    • 3.1 - 구조 함수
    • 3.2 - 시그널링 함수
    • 3.3 - 막의 수용체로서
  • 4 스핑 고리 지질 그룹
    • 4.1 스핑 고멜린
    • 4.2 중성 당지질 또는 글리코 스틴 고지 질 (무부하)
    • 4.3 강글리오사이드 또는 산성 글리콜 링 고지 질
  • 5 합성
    • 5.1 세라미드 골격의 합성
    • 5.2 특정 스핑 고리 지질 형성
  • 6 물질 대사
    • 6.1 규제
  • 7 참고

전자구조

모든 스핑 고지질은 장쇄 지방산과 함께 축합되어 장쇄 사슬 (LCB)으로 알려진 스 핑고 이드 기초를 형성하는 L- 세린으로부터 유도됩니다..

가장 일반적인 염기는 스핑가닌과 스핑 고신이며, 이들은 스핑 고신의 지방산의 탄소 4와 5 사이의 트랜스 이중 결합의 존재에서만 서로 다릅니다.

스핑 고신의 탄소 1, 2 및 3은 글리세로 인지질의 글리세롤 탄소와 구조적으로 유사하다. 지방산이 아마이드 결합에 의해 스핑 고신의 탄소 2에 부착되면, 디아 실 글리세롤과 매우 유사한 분자 인 세라 미드가 생성되고 가장 간단한 스핑 고지 질을 나타낸다..

이러한 지질의 소수성 영역을 구성하는 장쇄 지방산은 매우 다양 할 수 있습니다. 길이는 다른 포화도를 가질 수있는 14 ~ 22 개의 탄소 원자로 다양하며, 일반적으로 탄소 4 ~ 5 사이.

4 또는 6 위치에서 이들은 다른 위치에 히드록시기 및 이중 결합을 가질 수 있거나 또는 메틸기로서 분지 될 수있다.

특징

세라마이드에 아미드 결합에 의해 연결된 지방산 사슬은 일반적으로 포화, 긴 글리세에서 발견 된 것보다 경향이있다, 어떤 나타나는 것은 이들의 생물학적 활성에 매우 중요 할 수.

스핑 고지 질 골격의 특징은 중성 pH에서 양전하를 띠며 지질 분자 중에서 드물다는 것입니다.

그러나, 아미노기의 pKa가 7 내지 8, 간단한 아민에 비해 낮기 때문에, 분자의 일부가 이중층 이들 사이의 "무료"의 움직임을 설명 할 수있는, 생리 학적 pH에서 하전되지 않은 인.

스 핑고 지질의 전통적인 분류는 특히 세라마이드 머리 그룹의 치환과 관련하여 세라미드 분자가 겪을 수있는 다수의 변형으로 인해 발생한다.

기능들

스핑 고지 질은 동물, 식물 및 진균뿐만 아니라 일부 원핵 생물 및 바이러스에서 필수적입니다.

-구조 기능

스핑 고지 질은 유동성, 두께 및 곡률을 포함하여 막의 물리적 성질을 조절합니다. 이러한 성질을 조절하면 막 단백질의 공간적 구성에 직접적인 영향을 미친다..

지질 "뗏목"

생물막에서 지질 래트 (lipid rafts)라고 불리는 콜레스테롤과 스핑 고지 질 분자에 의해 형성되는 유동성이 적은 동적 영역을 검출 할 수 있습니다.

이러한 구조는 자연적으로 발생하며 인테그랄 단백질, 세포 표면 수용체 및 시그널링 단백질, 트랜스 포터 및 글리코 실 포스파티딜 이노시톨 (GPI) 앵커를 갖는 다른 단백질과 밀접하게 관련되어있다..

-신호 기능

그들은 두 번째 메신저 또는 세포 표면 수용체에 대한 분비 된 리간드로서 작용하는 신호 분자로서의 기능을 갖는다.

이차적 메신저는 칼슘 항상성, 세포 성장, 종양 형성 및 세포 사멸 억제에 관여 할 수 있습니다. 또한, 많은 필수 및 주변 막 단백질의 활성은 스핑 고지 질과의 관련성에 달려있다.

그들의 환경과의 많은 세포 간 및 세포 상호 작용은 스핑 고지 질의 상이한 극성 그룹이 원형질 막의 외면에 노출되는 것에 의존한다.

glycosphingolipids와 lectins의 결합은 myelin과 axons과의 연관성, 호중구의 내피에의 접착 등에 중요하다..

신진 대사의 부산물

가장 중요한 시그널링 스핑 고지 질은 장쇄 사슬 또는 스핑 고신 및 세라마이드뿐만 아니라 스핑 고신 1- 인산염과 같은 인산화 유도체이다..

많은 스핑 고리 지질의 대사 산물은 성장, 분화 및 세포 사멸과 같은 복잡한 세포 행동을 조절하는 다중 하류 표적 (단백질 키나아제, 인산 단백질, 포스 파타 아제 및 기타)을 활성화 또는 억제합니다.

-막의 수용체로서

일부 병원체는 수용체로서 스핑 고지 지질을 사용하여 숙주 세포로 들어가는 것을 매개하거나 병원성 인자를 전달합니다.

스핑 고지 질은 분비, 엔도 솜 증, 화학 주성, 신경 전달, 혈관 신생 및 염증과 같은 여러 세포 성 사건에 참여한다는 것이 밝혀졌습니다.

그들은 또한 막 자극에 관여하여 다양한 자극에 대한 반응으로 수용체의 내재화, 순서, 운동 및 분비 성 소포의 융합에 영향을줍니다..

스핑 고지 질 그룹

스핑 고지 질 (sphingolipids)의 세 가지 하위 클래스가 있는데, 모두 세라마이드에서 유래되었으며 극성 그룹에 의해 서로 다릅니다 : 스 핑고 미엘린, 당지질 및 강글리오사이드.

스핑 고멜린

이들은 포스 포 콜린 또는 포스 포 에탄올 아민을 극성 머리 그룹으로 포함하므로 글리세로 인지질과 함께 인지질로 분류됩니다. 포스파티딜콜린은 3 차원 구조와 일반적인 성질을 띠고 있습니다. 극지방에 전하가 없기 때문입니다.

그들은 동물 세포의 원형질 막에 존재하며, 특히 일부 뉴런의 축색 돌기를 둘러싸고 격리하는 외피 (myelin)에 풍부하다.

포도당 또는 중성 글리콜 화지 지질 (무부하)

이들은 주로 원형질막의 외부 표면에서 발견되며 세라마이드 부분의 탄소 1의 수산기에 직접 부착 된 극성 머리 그룹으로서 하나 이상의 당을 갖는다. 그들은 인산염 그룹을 가지고 있지 않습니다. pH 7에서 그들은 아무런 요금이 없으므로 중성 당지질.

cerebrosides에는 세라마이드에 부착 된 단일 분자의 설탕이 있습니다. 갈락토오스를 함유 한 것들은 비 신경 조직 세포의 원형질막에서 발견됩니다. 글로 보 시드는 2 종 이상의 당, 보통 D- 글루코오스, D- 갈락토스 또는 N- 아세틸 -D- 갈 락토 사민을 갖는 스 트로스 핑고 지질이다.

강글리오사이드 또는 산성 글리코 스틴 고지 질

이들은 가장 복잡한 스핑 고지 질입니다. 이들은 극성 머리 그룹으로서 올리고당 및 하나 이상의 말단 N- 아세틸 뮤 라민 잔기 (시알 산이라 칭함)를 보유한다. 시알 산은 pH 7에서 음전하를 가지며 중성 글리코 린 소질과 구별된다..

이 종류의 스 핑고 지질의 명명법은 극지 머리의 올리고당 부분에 존재하는 시알 산 잔기의 양에 의존한다.

합성

긴 사슬 기본 분자 또는 스핑 고신은 소포체 (ER)에서 합성되며, 이들 지질의 머리에 극성기를 첨가하면 나중에 골지 복합체에서 발생한다. 포유 동물에서, 스핑 고지 질의 일부 ​​합성은 또한 미토콘드리아에서 발생할 수있다.

골지 복합체에서 합성을 완료 한 후, 스 핑고 지질은 소포에 의해 매개되는 기작을 통해 다른 세포 구획으로 수송된다.

스핑 고리 피드의 생합성은 세 가지 이벤트를 구성 장쇄 염기, 세라미드의 생합성의 합성을 아미드 결합, 최종적 스핑 고리 피드 복합체의 형성에 의해 통해 지방산 결합하여 핑고 이드베이스의 탄소 1에서 극성 그룹의 조합.

de novo synthesis 외에도 sphingolipid는 sphingolipid pool을 공급할 수있는 long chain base와 ceramides의 교체 또는 재활용에 의해 형성 될 수있다.

세라미드 골격의 합성

세라마이드의 생합성은, 스핑 고지 골격 팔미 토일 아실 CoA 및 L- 세린의 분자 decarboxylative 축합으로 시작한다. 반응은 피리독신 인산에 의존하는 헤테로 다이머 세린 팔미 토일 트랜스퍼 라제 (SPT)에 의해 촉매되며 생성물은 3- 케토 디 하이드로 스핑 고신.

이 효소는 β-halo-L-alanines과 L-cycloserines에 의해 저해된다. 효모에서는 포유류에서이 효소에 대한 3 개의 유전자가있는 반면, 2 개의 유전자에 의해 암호화됩니다. 활성 부위는 소포체의 세포질 측면에 위치한다.

이 첫 번째 효소의 역할은 연구 된 모든 유기체에서 보존됩니다. 박테리아 효모, 식물, 동물, 세포질 소포체에 있습니다 : 그러나, 효소의 세포 내 현지화와 관련된 분류군 사이에 약간의 차이가있다.

3-ketoesphinganine은 NADPH 의존성 3-ketoesphinganine 환원 효소에 의해 순차적으로 환원되어 스핑가닌을 생성한다. 디 하이드로 세라 아미드 합성 효소 (스핑가닌 N- 아실 전이 효소)는 스핑가닌을 아세틸 화하여 디 하이드로 세라 미드를 생성한다. 세라마이드는이어서 4-5 위치에 이중 트랜스 본드를 삽입하는 디 하이드로 세라 미드 불포화 화 효소 / 환원 효소에 의해 형성된다.

포유 동물에는 세라마이드 신타 제의 수많은 이소 형체가 있으며, 각각은 특정 사슬의 사슬과 긴 사슬 염기를 연결합니다. 따라서, 세라마이드 합성 효소 및 다른 효소 인 신장 효소 (elongases)는 스핑 고리 지질에서 지방산의 다양성의 주요 원천을 제공한다.

특정 스핑 고리 피드의 형성

스 핑고 미엘린은 포스파티딜콜린에서 세라마이드로 포스 포 콜린을 옮겨 디아 실 글리세롤을 방출함으로써 합성됩니다. 이 반응은 스핑 고지 질 (sphingolipid)과 글리세로 인지질 (glycerophospholipids)의 신호 전달 경로를 결합시킨다..

세라마이드는 phosphoethanolamine 핑고 미엘린의 합성과 유사한 반응 포스파티딜 에탄올 아민 및 세라마이드 합성, 일단은 스 핑고 미엘린을 메틸화 할 수 형성되어있다. 이노시톨 포스페이트 세라 미드는 포스파티딜 이노시톨.

글리 고스 세라마이드는 골격의 친수성 영역의 올리고당 사슬의 추가를 포함 특정 글리코 효소 골지 복합체, 주로 변경.

신진 대사

스핑 닌질 분해는 극성 그룹의 변형을 제거하는 효소 인 glucohydrolases 및 sphingomyelinases에 의해 수행됩니다. 다른 한편으로, 세라 미다 제는 세라 미드로부터 장쇄 염기를 재생시킨다.

강글리오사이드는 설탕 단위의 단계적 제거를 촉매하는 일련의 리소좀 효소에 의해 분해되어 결국 세라미드를 생성합니다.

이들은 특정 산 가수 분해 효소에 의해 분해되는 경우 다른 분해 경로 리소좀에 원형질막 다시 전송 또는 전송된다 이입 소체 스핑 고리 피드의 내재화를 포함.

모든 긴 사슬 염기가 재사용되는 것은 아니며, 소포체는 이들의 말단 분해 경로를 갖는다. 열화 메커니즘이 aciloaldehídos 및 phosphoethanolamine를 생성 리아제의 LCBS 포스페이트 절단 효소 기질 용해 될 수 시그널링 분자 선도 대신 LCBS의 실화 이상 인산화를 포함.

규제

이러한 지질의 대사는 여러 단계로 조절되며, 그 중 하나는 합성을 담당하는 효소, 그 번역 후 변형 및 이들의 알로 스테 릭 기전이다.

일부 조절 기작은 세포 특이성을 가지며, 생산되는 세포 발달의 순간을 조절하거나 특정 신호에 반응하여 조절한다.

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