SPHINGOSINE: SINTESIS, STRUKTUR, FUNGSI DAN PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

The sphingosine ialah aminoalcohol kompleks amat penting, kerana ia adalah satu komponen pelopor sphingolipids secara umum. Fosfolipid atau sphingolipid kompleks yang paling relevan adalah sphingomyelin dan glycosphingolipids. Ini memenuhi fungsi khusus dalam pemeliharaan struktur membran sel saraf, memungkinkan mereka memenuhi fungsinya.

Semua kesamaan sphingolipid terbentuk dengan bahan asas yang sama, ceramide, yang terdiri dari sphingosine plus Acetyl CoA, oleh itu ia juga disebut N-acylphingosine.

Struktur kimia sphingosine

Di antara fosfolipid kompleks, sphingomyelin adalah salah satu yang paling penting dan banyak terdapat di otak dan tisu saraf. Ia terutama dijumpai sebagai penyusun sarung myelin yang menutupi saraf.

Manakala glikosfingolipid adalah sphingolipid yang mengandung glukosa. Antara yang paling ketara ialah serebrosida (galactocerebroside dan glucocerebroside) dan gangliosida. Yang terakhir terlibat dalam transmisi impuls saraf, kerana mereka membentuk ujung saraf.

Yang lain juga dijumpai, seperti globosida dan sulfat, yang merupakan sebahagian daripada membran plasma seluruh organisma, yang penting sebagai reseptor membran.

Sintesis

Sphingosine alkohol amino disintesis dalam retikulum endoplasma. Proses sintesis berlaku seperti berikut:

Serin asid amino, setelah diaktifkan dengan mengikat pyridoxal fosfat di hadapan ion mangan, mengikat palmitoyl-CoA untuk membentuk 3-ketosfinganin. Tindak balas ini membebaskan CO ₂ .

Sphingosine terbentuk setelah dua tahap pengurangan. Yang pertama melibatkan enzim 3-ketosphinganine reductase. Tindak balas ini menggunakan NADPH sebagai penderma H ⁺ , membentuk dihydrosphingosine.

Pada peringkat kedua, enzim sphinganine reductase bertindak, dengan penyertaan flavoprotein, di mana sphingosine diperoleh.

Sebaliknya, sphingosine dapat disintesis dengan katabolisme sphingolipid. Sebagai contoh, apabila sphingomyelin dihidrolisis, asid lemak, asid fosforik, kolin, dan sphingosin dihasilkan.

Struktur

Nama kimia untuk alkohol amino sphingosine adalah 2-amino-4-octadecene-1,3-diol. Struktur kimia dapat digambarkan sebagai rantai hidrokarbon yang terdiri daripada sejumlah 18 karbon, dengan kumpulan amino dan alkohol.

ciri-ciri

Sphingosine

Dalam keadaan normal, sphingosine yang dihasilkan oleh katabolisme sphingolipid digunakan semula untuk pembaharuan dan pembentukan sphingolipid baru.

Sphingosine terlibat dalam proses regulasi metabolik selular yang berkaitan dengan jalur isyarat lipid, sebagai mediator ekstraselular, yang bertindak pada protein kinase C, yang mengendalikan enzim yang terlibat selama proses pertumbuhan dan kematian sel.

Ia juga bertindak sebagai utusan kedua intraselular. Bahan ini mampu menghentikan kitaran sel, mendorong sel untuk kematian sel atau diprogramkan.

Oleh kerana fungsi ini, ia telah menimbulkan minat para penyelidik sebagai terapi melawan barah, bersama dengan faktor nekrosis tumor α.

Peningkatan degradasi sphingomyelins menyebabkan pengumpulan sphinganine dan sphingosine (asas sphingoid). Bahan-bahan ini dalam kepekatan tinggi menghalang fungsi membran sel yang betul.

Pengumpulan sphingosine ini boleh berlaku dalam kes keracunan akibat pengambilan biji-bijian yang tercemar dengan fumonisin, jenis mikotoksin yang dihasilkan oleh kulat genus Fusarium semasa penyimpanan.

Fumonisin menghalang enzim ceramide synthetase, yang bermaksud bahawa ceramide (N-acyl sphingosine) tidak dapat terbentuk.

Sebaliknya, ia juga tidak membenarkan sintesis sphingomyelin, oleh itu sphingosine bersama dengan sphinganine terlalu pekat, sehingga menimbulkan kesan buruk.

Derivatif Sphingosine (sphingosine 1-fosfat)

Dari fosforilasi sphingosine oleh dua enzim (sphingosine kinase 1 dan sphingosine kinase 2), terbitannya yang disebut sphingosine 1-fosfat terbentuk.

Sphingosine 1-fosfat mempunyai kesan yang berlawanan dengan pendahulunya. Ini merangsang pertumbuhan sel (mitogenik), bahkan mencegah tindakan apoptosis beberapa ubat yang digunakan dalam terapi melawan barah, yaitu, tindakannya adalah antiapoptosis.

Bahan ini terdapat dalam kepekatan tinggi dalam pelbagai proses ganas dan tisu tumor. Selain itu, terdapat ekspresi berlebihan reseptor bahan lipid ini.

Sebaliknya, sphingosine 1-fosfat bersama dengan ceramide 1-fosfat bertindak dalam pengaturan sel-sel imun, mengikat reseptor spesifik yang terdapat dalam sel-sel tersebut.

Limfosit terutamanya mempunyai reseptor jenis ini, kerana tertarik dengan kehadiran sphingosine 1-fosfat. Dengan cara bahawa limfosit meninggalkan kelenjar getah bening, mereka pergi ke limfa dan kemudian ke peredaran darah.

Kemudian mereka tertumpu di tempat di mana sfingolipid disintesis dan ini adalah bagaimana mereka mengambil bahagian dalam proses keradangan.

Setelah limfosit mengikat zat melalui reseptornya dan mendorong tindak balas sel, mereka menginternalisasi reseptor, sama ada untuk mengitar semula atau memusnahkannya.

Tindakan ini diperhatikan oleh para penyelidik, yang telah mengembangkan bahan yang serupa dengan sphingosine 1-fosfat untuk menempati reseptor tertentu, untuk merangsang internalisasi dan pemusnahan reseptor, tanpa menyebabkan pengaktifan sel dan dengan itu mengurangkan tindak balas imun.

Bahan jenis ini sangat berguna sebagai terapi imunosupresif dalam penyakit autoimun seperti sklerosis berganda.

Penyakit yang disebabkan oleh kekurangan sphingosine

Lipogranulomatosis Farber atau penyakit Farber

Ini adalah penyakit keturunan resesif autosom yang jarang berlaku, sangat jarang berlaku, dengan hanya 80 kes yang dilaporkan di seluruh dunia.

Penyebab penyakit ini adalah mutasi pada gen ASAH1 yang memberi kod untuk ceramidase asid enzim lisosom. Enzim ini mempunyai fungsi menghidrolisis ceramide dan mengubahnya menjadi sphingosine dan asid lemak.

Kekurangan enzim menyebabkan pengumpulan ceramide, kekurangan yang menampakkan dirinya pada bulan-bulan pertama kehidupan (3 - 6 bulan). Penyakit ini tidak menampakkan diri dengan cara yang sama pada semua individu yang terkena, dengan kes ringan, sederhana dan teruk diperhatikan.

Kes ringan mempunyai jangka hayat yang lebih lama, dan boleh menjangkau remaja dan bahkan dewasa, tetapi bentuk yang teruk selalu membawa maut pada awal kehidupan.

Antara manifestasi klinikal penyakit yang paling kerap adalah: suara serak yang teruk kerana terlibat dalam laring yang boleh menyebabkan aponia kerana radang pita suara, dermatitis, ubah bentuk rangka, kesakitan, keradangan, kelumpuhan, kemerosotan neurologi atau keterbelakangan mental.

Dalam kes yang teruk, ia boleh berlaku dengan hidrops fetalis, hepatosplenomegali, kelesuan dan penyusupan granulomatosa di paru-paru dan organ sistem retikuloendothelial seperti limpa dan hati, dengan jangka hayat yang sangat pendek.

Untuk kes dengan jangka hayat yang lebih lama tidak ada rawatan khusus, hanya gejala yang dirawat.

Rujukan

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Pengambilan fumonisin dan kerosakan pada kesihatan manusia. Kesihatan awam Mex. 2010; 52 (5): 461-467. Terdapat di: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Peranan sphingosine dan ceramide kinases dalam tindak balas keradangan. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et al. Sphingolipid dan barah: ceramide dan sphingosine-1-fosfat dalam pengaturan kematian sel dan ketahanan terhadap ubat. Oncol Masa Depan. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sphingosine 1-fosfat dan reseptor S1P1nya: pengawal selia tindak balas imun. Med. Muka (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Terdapat di Scielo. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Biokimia Harper. Edisi ^ke- 12 , Manual Moden Editorial. DF Mexico.