السفينغوميلين: الهيكل والوظائف والتوليف والتمثيل الغذائي - مادة الاحياء - 2026

و سفينغوميالين هو الأكثر الإسفنجية وفيرة في الأنسجة الحيوانية: من المعروف أن تحدث في جميع أغشية الخلايا درس حتى الآن. له أوجه تشابه بنيوية مع فوسفاتيديل كولين من حيث مجموعة الرأس القطبية ، لذلك فإنه يصنف أيضًا على أنه فوسفوليبيد (فوسفوسفينجوليبيد).

في ثمانينيات القرن التاسع عشر ، قام العالم يوهان ثوديكوم بعزل مكون دهني قابل للذوبان في الأثير من أنسجة المخ وأطلق عليه اسم سفينجوميلين. في وقت لاحق ، في عام 1927 ، تم الإبلاغ عن هيكل هذا السفينجوليبيد على أنه N-acyl-sphingosine-1-phosphocholine.

هيكل sphingomyelin (المصدر: Jag123 في ويكيبيديا الإنجليزية ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

مثل الشحميات السفينجولية الأخرى ، فإن السفينجوميلين له وظائف بنيوية وإشارات خلوية ، وهو وفير بشكل خاص في الأنسجة العصبية ، وتحديداً المايلين ، وهو غمد يغطي ويعزل محاور عصبية معينة.

تمت دراسة توزيعه من خلال تجزئة الخلايا وتجارب التحلل الأنزيمي مع sphingomyelinases ، وتشير النتائج إلى أن أكثر من نصف sphingomyelin في الخلايا حقيقية النواة يوجد في غشاء البلازما. ومع ذلك ، هذا يعتمد على نوع الخلية. في الخلايا الليفية ، على سبيل المثال ، تمثل حوالي 90٪ من إجمالي الدهون.

يؤدي خلل التنظيم في عمليات التوليف والتمثيل الغذائي لهذا الدهن إلى تطور أمراض معقدة أو داء دهني. ومن الأمثلة على ذلك مرض Niemann-Pick الوراثي ، الذي يتميز بتضخم الكبد والطحال والخلل العصبي التدريجي.

بناء

السفينغوميلين هو جزيء أمفيباثي يتكون من رأس قطبي وذيول قطبي. مجموعة الرأس القطبية عبارة عن جزيء فسفوكولين ، لذلك قد يبدو مشابهًا لفوسفاتيديل كولين الجلسرين فوسفوليبيد (PC). ومع ذلك ، هناك اختلافات جوهرية فيما يتعلق بالمنطقة البينية والطارئة للماء بين هذين الجزيئين.

القاعدة الأكثر شيوعًا في جزيء سفينجوميلين في الثدييات هي سيراميد ، الذي يتألف من السفينجوزين (1،3-ثنائي هيدروكسي-2-أمينو-4-أوكتاديسين) ، والذي يحتوي على رابطة ثنائية متحولة بين الكربون في المواضع 4 و 5 من سلسلة الهيدروكربونات. مشتقها المشبع ، السفينجانين ، شائع أيضًا ، ولكنه موجود بدرجة أقل.

يتراوح طول ذيول السفينغوميلين الكارهة للماء من 16 إلى 24 ذرة كربون ويختلف تكوين الأحماض الدهنية اعتمادًا على الأنسجة.

على سبيل المثال ، تمتلك السفينجوميلين في المادة البيضاء للدماغ البشري حمض عصبي ، وتحتوي تلك الموجودة في المادة الرمادية أساسًا على حمض دهني ، والشكل السائد في الصفائح الدموية هو الأراكيدونات.

يوجد بشكل عام تباين في الطول بين سلسلتي الأحماض الدهنية للسفينجوميلين ، والتي يبدو أنها تفضل ظاهرة "التداخل" بين الهيدروكربونات في الطبقات الأحادية المتعاكسة. هذا يعطي الغشاء ثباتًا خاصًا وخصائص خاصة مقارنة بالأغشية الأخرى الأكثر فقرًا في هذا السفينجوليبيد.

في المنطقة البينية للجزيء ، يحتوي السفينغوميلين على مجموعة أميد وهيدروكسيل حر في الكربون 3 ، والتي يمكن أن تكون بمثابة مانحين لرابطة الهيدروجين ومقبولين للروابط داخل وبين الجزيئات ، وهو أمر مهم في تعريف المجالات الجانبية والتفاعل. مع أنواع مختلفة من الجزيئات.

المميزات

-إرسال الإشارات

تعتبر منتجات استقلاب السفينغوزين -السيراميد ، السفينجوزين ، السفينجوزين 1-الفوسفات و diacylglycerol- مؤثرات خلوية مهمة وتعطيها دورًا في الوظائف الخلوية المتعددة ، مثل موت الخلايا المبرمج ، التطور والشيخوخة ، إشارات الخلية ، من بين أمور أخرى.

-بناء

بفضل البنية "الأسطوانية" ثلاثية الأبعاد للسفينجوميلين ، يمكن لهذا الدهن أن يشكل نطاقات غشائية أكثر إحكاما وترتيبًا ، والتي لها آثار وظيفية مهمة من وجهة نظر البروتين ، حيث يمكنها إنشاء مجالات محددة لبعض بروتينات الغشاء المتكاملة.

في "الطوافات" الدهنية وكافولاي

تمثل أطواف الدهون أو مراحل الغشاء أو المجالات الدقيقة المطلوبة من سفينجوليبيدات مثل سفينجوميلين وبعض الجلسروفوسفوليبيدات والكوليسترول منصات ثابتة لربط بروتينات الغشاء بوظائف مختلفة (مستقبلات ، ناقلات ، إلخ).

Caveolae هي غزو غشاء البلازما الذي يقوم بتجنيد البروتينات باستخدام مثبتات GPI وهي غنية أيضًا بالسفنجوميلين.

بخصوص الكوليسترول

يؤثر الكوليسترول ، بسبب صلابته الهيكلية ، بشكل كبير على بنية أغشية الخلايا ، خاصة في الجوانب المتعلقة بالسيولة ، ولهذا السبب يعتبر عنصرًا أساسيًا.

نظرًا لأن السفينجوميلين يمتلك كلًا من المتبرعين والمقبولين لرابطة الهيدروجين ، فمن المعتقد أنهم قادرون على تكوين تفاعلات أكثر "استقرارًا" مع جزيئات الكوليسترول. هذا هو السبب في أنه يقال أن هناك علاقة إيجابية بين مستويات الكوليسترول والسفينجوميلين في الأغشية.

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

يحدث تخليق السفينجوميلين في مجمع جولجي ، حيث يتم تعديل السيراميد المنقول من الشبكة الإندوبلازمية (ER) عن طريق نقل جزيء الفوسفوكولين من الفوسفاتيديل كولين ، مع ما يصاحب ذلك من إطلاق جزيء دياسيل جلسرين. يتم تحفيز التفاعل بواسطة SM synthase (سيراميد: فسفاتيديل كولين فوسفوكولين ترانسفيراز).

هناك أيضًا مسار آخر لإنتاج السفينجوميلين يمكن أن يحدث عن طريق نقل فوسفويثانولامين من فوسفاتيدي إيثانولامين (PE) إلى سيراميد ، مع مثيلة لاحقة للفوسفويثانولامين. يُعتقد أن هذا مهم بشكل خاص في بعض الأنسجة العصبية الغنية بـ PE.

تم العثور على Sphingomyelin synthase على الجانب اللمعي من غشاء جولجي المركب ، وهو ما يتوافق مع الموقع خارج الهيولى للسفينجوميلين في معظم الخلايا.

نظرًا لخصائص المجموعة القطبية من sphingomyelin والغياب الواضح لأكياس شفافة محددة ، فإن التوجه الطوبولوجي لهذا الدهن يعتمد على إنزيم سينثيز.

التمثيل الغذائي

يمكن أن يحدث تدهور سفينجوميلين في كل من غشاء البلازما والليزوزومات. يعتمد التحلل المائي الليزوزومي إلى السيراميد والفوسفوكولين على السفينجوميليناز الحمضي ، وهو بروتين سكري ليسوزومي قابل للذوبان والذي يكون نشاطه درجة حموضة مثالية تبلغ حوالي 4.5.

يتم تحفيز التحلل المائي في غشاء البلازما بواسطة sphingomyelinase الذي يعمل عند درجة الحموضة 7.4 والتي تتطلب ثنائي التكافؤ المغنيسيوم أو أيونات المنغنيز لتشغيلها. تم العثور على إنزيمات أخرى تشارك في عملية التمثيل الغذائي وإعادة تدوير السفينجوميلين في عضيات مختلفة ترتبط مع بعضها البعض من خلال مسارات النقل الحويصلي.

المراجع

1. Barenholz، Y.، & Thompson، TE (1999). سفينجوميلين: الجوانب الفيزيائية الحيوية. كيمياء وفيزياء الدهون ، 102 ، 29-34.
2. كانفر ، ج. ، وهاكوموري ، س. (1983). الكيمياء الحيوية سفينجوليبيد. (D. Hanahan ، محرر) ، كتيب لأبحاث الدهون 3 (الطبعة الأولى). الصحافة الكاملة.
3. كوفال ، إم ، وباغانو ، ر. (1991). النقل داخل الخلايا واستقلاب السفينغوميلين. بيوكيميك، 1082، 113-125.
4. لوديش ، هـ ، بيرك ، أ ، كايزر ، كاليفورنيا ، كريجر ، إم ، بريتشر ، إيه ، بلويج ، إتش ، مارتن ، ك. (2003). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة الخامسة). فريمان ، دبليو إتش وشركاه.
5. ميلات ، جي ، شيخ ، ك. ، ناوريكين ، إس ، سليت ، دي ، فينسوم ، إيه إتش ، هيجاكي ، ك ،… فانير ، إم تي (2001). مرض Niemann-Pick من النوع C: طيف طفرات HE1 وترابطات النمط الجيني / النمط الظاهري في مجموعة NPC2. أنا J. Hum. جينيه. ، 69 ، 1013-1021.
6. Ramstedt ، B. ، & Slotte ، P. (2002). خصائص غشاء السفينغوميلين. رسائل FEBS ، 531 ، 33-37.
7. سلوت ، ب. (1999). سفينجوميلين - تفاعلات الكوليسترول في الأغشية البيولوجية والنموذجية. كيمياء وفيزياء الدهون ، 102 ، 13-27.
8. فانس ، جي إي ، وفانس ، دي (2008). الكيمياء الحيوية للدهون والبروتينات الدهنية والأغشية. في المجلد الجديد الشامل للكيمياء الحيوية.36 (الطبعة الرابعة). إلسفير.