Сфінгомієлін біологічна роль. сфінгомієліни

цераміди -самий простий тип сфинголипидов, що складаються з сфингозина (або деяких його похідних) і жирної кислоти (є важливим ліпідним компонентом клітинної мембрани)

Формула сфінгоміеліна:
сфінгомієлін - це тип Сфінголіпіди, який знаходиться в клітинній мембрані тварин. Особливо цим фосфоліпідів багата миелиновая оболонка аксонів нервових клітин.
Сфінгомієлін є єдиний фосфолипид людини, основа якого не включає гліцериновий залишок. Сфінгомієлін складається з сфингозина, з'єднаного складноефірного зв'язком з полярної групою. Полярна група може бути фосфохолін або фосфоетаноламін. До другого вуглецю сфингозина за рахунок амідного зв'язку приєднана жирна кислота.

2.Реакція освіти ацетону.
ацетон - органічна речовина, Що має формулу CH 3 -C (O) -CH 3, найпростіший представник насичених кетонів.
Ацетон, який утворюється при неферментативне декарбоксилировании ацетоацетата, в організмі не використовується. Він виводиться з повітрям, що видихається, секретом потових залоз і сечею. У нормі концентрація ацетону в крові мала і звичайними реакціями не визначається.

Кетонові тіла синтезуються в печінці, легко проходять через мітохондріальні і клітинні мембрани і надходять в кров. Кров'ю вони транспортуються в усі інші тканини. Використовуються тільки ацетоацетат і бета-гидроксибутират.

3. Дати загальну характеристику будови ацілсінтетази і її активних центрів.
Реакції синтезу жирних кислот за участю цього ферменту.

У біосинтезі насичених жирних кислот беруть участь два ферментних комплексу: ацетил-КоА карбоксилаза і ацілсінтетаза.
Синтетаза ЖК містить 7 активних центрів.

Ацілсінтетазний Мультиферментний комплекс містить ацілпереносящій білок (АПБ) в якості своєрідного ядра, активний центр представлений фосфопантотеіном. Іншими ферментами комплексу є β-кетоацілсінтетаза (КС) - найбільший домен ацілсінтетеази (N-кінцевий), його ферментна активність забезпечує єдину необоротну реакцію всього процесу, ацілтрансферази (АТ) - переносить кислотний залишок з ацил-КоА на HS-группупантотеіновой частини АПБ-домену, β-кетоацілредуктаза (КР), В- гідроксіацілдегідратаза (ГД), еноілредуктаза (ЕР) і ацілтрансацетілаза (АТ).

Після цього ацил-АПБ вступає в новий цикл синтезу. До вільної SH-групі ацілпереносящего білка приєднується нова молекула Малоні-КоА. Потім відбувається відщеплення ацильного залишку, і він переноситься на малонільний залишок з одночасним декарбоксилюванням, і цикл реакцій повторюється.

Таким чином, вуглеводнева ланцюжок майбутньої жирної кислоти поступово зростає (за кожен цикл - на два вуглецевих атома). Це відбувається до моменту, поки вона не подовжиться до 16 вуглецевих атомів (в разі синтезу пальмітинової кислоти) або більше (синтез інших жирних кислот). Слідом за цим відбувається тіоліз, і утворюється в готовому вигляді активна форма жирної кислоти - ацил-КоА.

Сфінголіпіди. В основному вони знаходяться в мембранах тваринних і рослинних клітин. Особливо багата ними нервова тканина. Сфінгомієліни виявлені також в тканини нирок, печінки та інших органів. При гідролізі сфінгомієліни утворюють одну молекулу жирної кислоти, одну молекулу двухатомного ненасиченого спирту сфингозина, одну молекулу азотної основи (частіше це холін) і одну молекулу фосфорної кислоти. Загальну формулу сфінгоміелінов можна змалювати таку картину:

Загальний план побудови молекули сфінгоміеліна в певному відношенні нагадує будову гліцерофосфоліпідів. Молекула сфін-гоміеліна містить як би полярну «головку», яка несе одночасно і позитивний (залишок холіну), і негативний (залишок фосфорної кислоти) заряди, і два неполярних «хвоста» (довга аліфатична ланцюг сфингозина і ацильний радикал жирної кислоти). У деяких сфінгоміеліна, наприклад виділених з мозку і селезінки, замість сфингозина знайдений спирт дігідросфінгозін (відновлений сфингозин):

7.6 Стероїди

Всі розглянуті ліпіди прийнято називати обмилюють, оскільки при їх лужному гідролізі утворюються мила. Однак є ліпіди, що не гідролізуються із звільненням жирних кислот. До таких ліпідів відносяться стероїди. Стероїди - широко поширені в природі сполуки. Вони часто виявляються в асоціації з жирами. Їх можна відокремити від жиру шляхом омилення (вони потрапляють в неомиляемие фракцію). Всі стероїди в своїй структурі мають ядро, утворене гідровані фенантренов (кільця А, В і С) і циклопентаном (кільце D) (рис. 24):

Малюнок 24 - Узагальнений стероидное ядро
До стероїдів відносяться, наприклад, гормони коркового речовини надниркових залоз, жовчні кислоти, вітаміни групи D, серцеві глікозиди та інші сполуки. В організмі людини важливе місце серед стероїдів займають стерини (стероли), тобто стероїдні спирти. Головним представником стеринів є холестерин (холестерол).

З огляду на складну будову і асиметрії молекули стероїди мають багато потенційних стереоизомеров. Кожне з шестіуглеродних кілець (кільця А, В і С) стероїдного ядра може приймати дві різні просторові конформації - конформацию «крісла» або «човна».

Холестерин - джерело освіти в організмі ссавців жовчних кислот, а також стероїдних гормонів (статевих і кортікоідних). Холестерин, а точніше продукт його окиснення - 7-дегидрохолестерин, під дією УФ-променів в шкірі перетворюється на вітамін D 3. Таким чином, фізіологічна функція холестерину різноманітна.

Холестерин знаходиться в тварин, але не в рослинних жирах. У рослинах і дріжджах містяться близькі за структурою до холестерину з'єднання, в тому числі ергостерину.

Ергостерину - попередник вітаміну D. Після впливу на ергостерину УФ-променями він набуває властивість надавати протіворахітное дію (при розкритті кільця В).

Відновлення подвійного зв'язку в молекулі холестерину призводить до утворення копростеріна (копростанола). Копростеріна знаходиться в складі фекалій і утворюється в результаті відновлення бактеріями кишкової мікрофлори подвійного зв'язку в холестерин між атомами С 5 і С 6.

Зазначені стерини на відміну від холестерину дуже погано всмоктуються в кишечнику і тому виявляються в тканинах людини в невеликій кількості.

8 Хімія вуглеводів

Вперше термін «вуглеводи» був запропонований професором Дерптського (нині Тартуського) університету К.Г. Шмідтом в 1844 р У той час припускали, що всі вуглеводи мають загальну формулу C m (H 2 O) n, тобто вуглевод + вода. Звідси назва «вуглеводи». Наприклад, глюкоза і фруктоза мають формулу С (Н 2 О) 6, тростинний цукор (сахароза) C 12 (H 2 O) 11, крохмаль [З 6 (Н 2 О) 5] n і т.д. Надалі виявилося, що ряд з'єднань, за своїми властивостями відносяться до класу вуглеводів, містять водень і кисень в дещо іншій пропорції, ніж зазначено в загальній формулі (наприклад, дезоксирибоза З 5 Н 10 О 4). У 1927 р Міжнародна комісія по реформі хімічної номенклатури запропонувала термін «вуглеводи» замінити терміном «гліціди», проте стара назва «вуглеводи» вкоренилося і є загальновизнаним.

Хімія вуглеводів займає одне з провідних місць в історії розвитку органічної хімії. Тростинний цукор можна вважати першим органічною сполукою, Виділеним в хімічно чистому вигляді. Вироблений в 1861 р A.M. Бутлеровим синтез (поза організмом) вуглеводів з формальдегіду з'явився першим синтезом представників одного з трьох основних класів речовин (білки, ліпіди, вуглеводи), що входять до складу живих організмів. Хімічна структура найпростіших вуглеводів була з'ясована в наприкінці XIX в. в результаті фундаментальних досліджень Е. Фішера. Значний внесок у вивчення вуглеводів внесли вітчизняні вчені А.А. Коллі, П.П. Шоригін, Н.К. Кочетков та ін. В 20-ті роки нинішнього століття роботами англійського дослідника У. Хеуорса були закладені основи структурної хімії полісахаридів. З другої половини XX в. відбувається стрімкий розвиток хімії та біохімії вуглеводів, обумовлене їх важливим біологічним значенням.

сфінгоміеліна - складні ліпіди, до складу яких брало входить аміноспирт сфингозин або його поліненасичені аналоги, холін, залишок фосфорної кислоти і залишок жирної кислоти. Генетично обумовлене порушення обміну С. лежить в основі важкої ензімопатії (див.).

С. були відкриті в 1884 р Туди-хумом (L. J. W. Thudichum) і виділені їм же в 1901 р Вони широко поширені в природі, входять до складу мембран тваринних і рослинних клітин. Особливо багата С. нервова тканина. Ок. 20% всіх фосфоліпідів мозку (див. Фосфатиди) припадає на частку С. В мієліні, білому і сірій речовині мозку людини С. складають 7-8% від загальної кількості ліпідів (див.). У фосфолипидах мембран еритроцитів виявлено 15-16% С., причому 80-85% цих С. \u200b\u200bзнаходяться в зовнішньому шарі мембран. У плазмі крові людини концентрація С. дорівнює 10-50 мг / 100 мл (за іншими даними, 10-30 мг / 100 мл), що становить в середньому 18-20% від загальної кількості фосфоліпідів плазми крові. С. входять до складу ліпопротеїдів (див.) Плазми крові.

Н. В. Гуляєва.

сфінгомієлін

Перша частина слова "сфінго" свідчить про те, що до складу молекули входить замість гліцерину двоатомний ненасичений спирт - сфингозин. Найбільш широко поширеним в організмі представником цієї групи сполук є сфингомиелин Сфінгомієлін виявлений в мембранах рослинних і тваринних клітин; особливо багата сфінгофосфоліпідамі нервова тканина, і зокрема, мозок.

Характерною особливістю фосфоліпідів є їх дифільної, тобто здатність розчинятися як у водному середовищі, так і в нейтральних ліпідах. Це обумовлено наявністю у фосфоліпідів виражених полярних властивостей. При рН 7,0 їх фосфатна група завжди несе негативний заряд. Азотомісткі угруповання в складі фосфатидилхолина (холін) і фосфатидилетаноламін (етаноламін) при рН 7,0 несуть позитивний заряд. Таким чином, при рН 7,0 ці гліцерофосфоліпіди представляють собою біполярні цвіттеріонов і їх сумарний заряд дорівнює нулю. Залишок серина в молекулі фосфатидилсерина містить -аміногрупу і карбоксильну групу. Отже, при рН 7,0 молекула фосфатидилсерина має дві негативно і одну позитивно заряджених групи і несе сумарний негативний заряд.

У той же час, радикали жирних кислот у складі фосфоліпідів не мають електричного заряду в водному середовищі і таким чином обумовлюють гидрофобность частини молекули фосфоліпідів. Наявність полярності за рахунок заряду полярних груп обумовлюють гідрофільність. Тому на поверхні розділу масло-вода фосфоліпіди розташовуються таким чином, щоб полярні групи перебували в водної фазі, а неполярні групи - в масляній. За рахунок цього в водному середовищі вони утворюють бімолекулярний шар, а при досягненні деякої критичної концентрації - міцели.]

На цьому засновано участь фосфоліпідів в побудові біологічних мембран.

Обробка знаходиться в водному середовищі діфільного липида ультразвуком призводить до утворення ліпосом. Ліпосоми являє собою замкнутий ліпідний бішар, всередині якого виявляється частина водного середовища. Ліпосоми знаходять застосування в клініці, косметології в якості своєрідних контейнерів і переносників ліків, поживних речовин до певних органів і для комбінованої дії на шкіру.

Функціональна роль фосфоліпідів не обмежується їх участю в побудові біомембран. Так, вони є регуляторами активності ферментів. Наприклад, фосфатидилхолін, фосфатидилсерин, сфингомиелин активують або пригнічують активність ферментів, які каталізують процеси згортання крові. Регуляторна функція ліпідів полягає в тому, що ряд гормонів (статеві, гормони кори надниркових залоз) є похідними ліпідів. Крім того фосфоліпіди

Виконують детергентні функцію в кишечнику і жовчному міхурі. Вони є важливим структурним компонентом жовчі, поряд з вільним холестеролом і з жовчними кислотами. Зміна співвідношення будь-якого з цих компонентів призводить до осадження та формуванню жовчних каменів. Фосфоліпіди - це також важливий компонент змішаних міцел, які утворюються в ході перетравлення ліпідів.

Є джерелом арахідонової кислоти - попередника ейкозаноїдів

Є джерелами вторинних месенджерів - діацілгліцерола і інозітолтріфосфат, про що вже згадувалося вище

Забезпечують прикріплення білків до мембрани. Деякі позаклітинні білки прикріплюються до зовнішньої сторони плазматичної мембрани за рахунок утворення ковалентних зв'язків з фосфатидилинозитол. Прикладом таких білків можуть служити ферменти: лужна фосфатаза, липопротеин ліпаза, холінестераза.

Беруть участь у формуванні транспортних форм інших ліпідів

Можуть виконувати енергетичну функцію

Явяляются компонентом сурфактанту легень (див. Нижче)

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я І СОЦІАЛЬНОГО РОЗВИТКУ

Державні освітні заклад вищої професійної освіти РОСІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО агентсво з ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я І СОЦІАЛЬНОГО РОЗВИТКУ

сфінголіпіди.

Їх біосинтез і біологічна роль

Нікітін Павло 112 група

Сфинголипидами називається група складних ліпідів, основою молекули яких є аліфатичні аміноспірти, з яких найбільш поширені сфингозин і церебрин.

СH3 (CH2) 12 CH CH CH CH CH2OH СH3; (CH2) 12 CH2 CH CH CH CH2OH

OH NH2 OH OH NH2

сфингозин церебрин (фітосфінгозін)

Сфінголіпіди ділять на 2 основні групи:

Сфінгофосфоліпіди містять залишки фосфорної кислоти і холіну (сфінгомієліни) або фосфорної кислоти і інозітілглікозіда (фітосфінголіпіди);

сфінгогліколіпіди містять моносахариди (зазвичай галактозу), або олігосахариди (цереброзидів) ; і залишки сіалових кислот (гангліозиди) .

Сфінгомієліни є найбільш поширеними Сфинголипидами. Вони в основному знаходяться в мембранах тваринних і рослинних клітин. Особливо багата ними нервова тканина; сфінгомієліни виявлені також в тканинах нирок, печінки та інших органів. При гідролізі сфінгомієліни утворюють одну молекулу жирної кислоти, одну молекулу жтрной кислоти, одну молекулу двухатомного ненасиченого аминоспирта сфингозина, одну молекулу азотної основи (частіше це холін) і одну молекулу фосфорної кислоти, саме тому сфінгомієліни відносяться до класу фосфоліпідів. Загальна структура сфінгоміелінов виглядає так:

Конформація молекули сфінгоміеліна в певному відношенні подібна до конформацией гліцерофосфоліпідів. Молекула сфінгоміеліна містить полярну «головку», яка несе одночасно і позитивний (залишок холіну), і негативний (залишок фосфорної кислоти) заряд, і два неполярних «хвоста» (довга аліфатична ланцюг сфингозина і етерифіковані жирна кислота). Слід зауважити, що в деяких сфінгоміеліна, наприклад виділених з мозку і селезінки, замість сфингозина знайдений спирт дігідросфінгозін (відновлений сфингозин).

Гліколіпіди - складні ліпіди, що містять у складі молекули вуглеводні групи (частіше залишок D-галактози). Гліколіпіди грають істотну роль у функціонуванні біологічних мембран. Вони містяться переважно в тканини мозку, але є також і в кров'яних клітинах і інших тканинах. Відомі три основні групи гликолипидов: цереброзидів, сульфатиди і гангліозиди.

Цереброзидів не містять ні фосфорної кислоти, ні холіну. До їх складу входить гексоза (зазвичай це D-галактоза), яка пов'язана ефірним зв'язком з гідроксильною групою аминоспирта сфингозина. Крім того, до складу цереброзидів входить жирна кислота. Серед цих жирних кислот найчастіше зустрічається Лігноцеринова, нервоновая і цереброновая кислоти, т. Е. Жирні кислоти, які мають 24 вуглецевих атома. Структура цереброзидів може бути представлена \u200b\u200bнаступною схемою;

Найбільш вивченими представниками цереброзидів є нервон, що містить нервоновую кислоту, цереброн, до складу якого входить цереброновая кислота, і керазину, що містить Глігноціріновую кислоту. Особливо великий зміст цереброзидів в мембранах нервових клітин (в мієлінової оболонці).

Гангліозид При гідролізі ганглиозидов можна виявити вищу жирну кислоту, спирт сфингозин, D-глюкозу і D-галактозу, а також похідні аминосахаров: N-ацетилглюкозамин і N-ацетил-нейрамінової кислоту. Остання синтезується в організмі з глюкозаміну і має наступну формулу:

У структурному відношенні гангліозиди значною мірою схожі з цереброзидів, з тією лише різницею, що замість одного залишку галактози вони містять складний олігосахарид. Одним з найпростіших ганглиозидов є гематозід, виділений з строми еритроцитів:

На відміну від цереброзидів і сульфатідов гангліозиди знаходяться переважно в сірій речовині мозку і зосереджені в плазматичних мембранах нервових і гліальних клітин.

Всі розглянуті вище ліпіди прийнято називати обмилюють, оскільки при їх гідролізі утворюються мила.

біосинтез сфинголипидов

Сфінголіпіди можуть синтезуватися з інших з'єднань. Для їх синтезу потрібен в першу чергу сфингозин, який утворюється в ході декількох послідовних реакцій з пальмитоил-КоА і серину; необхідні активовані жирні кислоти у вигляді ацил-КоА-похідних; необхідні також
або активоване холін у вигляді ЦДФ-холіну для синтезу сфінгоміелінов, або активовані мономери вуглеводної природи у вигляді їх УДФ-похідних для синтезу цереброзидів або ганглиозидов.

біологічна роль

I. участь в роботі імунної системи

а) Метаболізм сфинголипидов в клітинах імунної системи і утворення вторинних ліпідних месенджерів - цераміду, сфингозина, сфингозин-1-фосфату і церамід-1-фосфату - є частиною єдиної сигнальної системи, яка контролює дозрівання, диференціювання, активацію і проліферацію лімфоцитів у відповідь на антигени і мітогени і програмованих загибель клітин після здійснення ефекторних функції.

б) Продукти сфінгоміелінового циклу, а також інгібітор церамідсінтази - фумонізинів В1 - впливають на експресію поверхневих антигенів Т лімфоцитів - CD3, CD4, CD8, CD25, CD45, змінюють баланс між субпопуляциями лімфоцитів, пригнічують синтез ДНК в нормальних клітинах тимуса та селезінки і проліферативний відповідь на мітогени і супрессірует розвиток імунної відповіді на Т-залежні антигени in vivo.

Ранні фази первинної імунної відповіді характеризуються проліферацією специфічних попередників в особливому мікрооточенні лімфоїдної тканини, дифференцировкой в \u200b\u200bефекторні лімфоцити і міграцією з лімфоїдних органів в кров і тканини. Міграція Т лімфоцитів, зокрема, залежить від розподілу антигену в нелімфоідних органах і локальної активації лімфоцитів молекулами моно нуклеарні систем.

в) Впливає на експресію молекул адгезії і МНС, а також на фактори міграціі клітин, що сфінголіпіди регулюють спрямоване рух активованих лімфоцитів у тканини. Взаємодія всіх типів клітин-ефекторів призводить до виведення чужорідного антигену з організму. Дія сфинголипидов реалізується на рівні мішеней, загальних для сигнальних шляхів ТСR / СD3-комплексу і сфінгоміелінового циклу. Сфінголіпіди є найважливішою і незамінною частиною імунної системи, і як наслідок важливою частиною всього організму.

II- Участь в будові і функціонуванні клітинних мембран.

Сфінголіпіди є в мембранах тваринних і рослинних клітин; вони - основний компонент мієлінової оболонки м'якушевих нервів і ліпідів мозку. У жирових відкладеннях майже не містяться.

Застосування в медицині

Сфінголіпіди застосовуються для лікування онкологічних захворювань. Багато типів пухлинних клітин і новоутворень можуть бути знищені впливами, що призводять до підвищення концентрації Сфінголіпіди цераміду. Існує багато способів збільшити кількість cфінголіпіда цераміду в пухлини, але їх застосування ускладнюється тим, що cфінголіпід цераміду виконує центральну роль в гомеостазі клітини: легко метаболізується з утворенням інших сфинголипидов, які сприяють зростанню пухлини, метастазування і протидії імунної системи пацієнта. Наголошено на необхідності запобігання такої метаболічної конверсії на тлі одночасної активації ферментів, що беруть участь в синтезі cфінголіпіда цераміду, описані ферменти, які слід активувати або пригнічувати, а також ліки, метаболіти і компоненти раціону, модифікують кожен фермент. Висвітлено важливість аллільной спиртової групи в молекулі cфінголіпіда цераміду і ряді протипухлинних агентів, зазначено, що гідроксильна група бере участь в перенесенні фосфату від білка до білка шляхом утворення ефіру фосфату. Аллільних гідроксильна група може також скорочувати число кетонів в мітохондріальних убіхінон з утворенням реактивних форм кисню. Рівень cфінголіпіда цераміду в пухлинах може бути підвищений за рахунок прямого введення cфінголіпіда цераміду або його аналогів; стимуляції утворення cфінголіпіда цераміду з його попередників; шляхом гідролізу сфінгоміеліна або гідролізу гликосфинголипидов; ацилирования сфингозина. Крім того, більш висока концентрація cфінголіпіда цераміду може бути обумовлена \u200b\u200bуповільненням його конверсії в сфингомиелин.