Строение и функции сфинголипидов

СФИНГОЛИПИДЫ

СФИНГОЛИПИДЫ — широко распространенные в живых организмах сложные липиды, в состав молекул к-рых входят сфингозины. Генетически обусловленное нарушение обмена С. является причиной наследственных болезней накопления — сфинголипидозов (см.). При коронарном атеросклерозе в крови отмечают увеличение сфинголипидной фракции фосфолипидов (см. Фосфатиды), что служит одним из дополнительных диагностических тестов при этом заболевании.

С. делят на две группы. В первую группу входят сфингофосфолигшды, содержащие остаток фосфорной к-ты (см. Фосфорные кислоты). Основные представители этой группы С.— сфингомиелины (см.) широко представлены в клеточных мембранах, обнаружены в плазме крови; особенно богата сфингомиелинами нервная ткань (см.). В группу сфингофосфолипидов входят также фитосфинголипиды (фитогликолипиды), обнаруженные в растениях. Эти липиды, составляющие ок. 5% от общего количества фосфолипидов в семенах растений, содержат фитосфингозин, жирные кислоты (см.), инозит (см.), фосфорную к-ту, а также остатки гексозаминов, гексуроновой к-ты, галактозы, арабино-зы и маннозы. Ко второй группе С. относятся сфингогликолипиды, молекулы к-рых содержат остатки сахаров и не содержат фосфата, их можно также отнести к гликолипидам (см.). Простейшими представителями и важнейшими предшественниками всех С. являются жирнокислотные эфиры сфингозина — N-ацилсфингозины (церамиды). Их моносахариды, содержащие остаток гексозы, называют цереброзидами (см.). В молекуле сульфоэфиров цереброзидов — сульфатидов (см.), или сульфолипидов, серная к-та образует сложноэфирную связь с З’-ОН-гругшой остатка галактозы (см.). Сульфатпроизводное церебро-зида френозина в больших количествах встречается в белом веществе головного мозга. Особую группу сфингогликолипидов составляют церамидолигосахариды — ганглиозиды (см.), сложные, богатые углеводами С., содержащие, по меньшей мере, один остаток N-ацетилнейраминовой к-ты (см. Сиаловые кислоты). Ганглиозиды — специфические компоненты нейронов серого вещества мозга. В таблице представлены данные о содержании основных С. в нервной ткани человека.

Таблица. СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ СФИНГОЛИПИДОВ В НЕРВНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА (в процентах от общего количества липидов)

Активный синтез С. происходит в мозге, печени, почках и других органах. Синтез С. в мозге особенно интенсивен в период миелинизации (см.). Общим начальным этапом синтеза С. является образование церамида в реакции ацилирования сфингозина остатком жирной к-ты ацил-КоА, катализируемой сфинго-зинацилтрансферазой (КФ 2. 3. 1. 24). Из церамидов образуются все остальные С. Сфингомиелины являются производными церамида после присоединения к нему цитидиндифосфат (ЦДФ)-холина. При последовательном переносе на церамид остатков глюкозы, галактозы, N-ацетилгалактозамина и N-ацетил-нейраминовой к-ты в реакциях с уридиндифосфат (УДФ) -проивводными этих сахаров образуются ганглиозиды, а при присоединении к церамиду остатков глюкозы или галактозы — цереброзиды. Сульфатирование цереброзидов с образованием сульфатидов осуществляется в микросомах в реакции с так наз. активным сульфатом — З’-фосфо-аденозин-5′-фосфосульфатом (ФАФС). Обнаружены также альтернативные пути синтеза С. Напр., сфингозин может реагировать с ЦДФ-холином, а образовавшийся сфингозинфосфорилхолин — с ацил-КоА, при этом синтезируются сфингомиелины. Синтез цереброзидов может начинаться реакцией сфингозина с УДФ-галактозой с образованием галактозилсфингозина (психозина), к-рый, реагируя с ацил-КоА, образует цереброзид. Катаболизм С. протекает при участии специфических лизосомных гидролаз (см.): сфингомиелиназы, сульфатаз (см.), альфа-галактозидазы, (3-галактозидазы, гексозаминидаз и др. В нормальных условиях С. постоянно синтезируются и катаболизируются в организме. В отсутствие или при частичной недостаточности лизосомных гидролаз (чаще всего обусловленной генетически) в тканях происходит аномальное накопление соответствующих С. (см. Липидозы).

В клин, практике (в т. ч. для диагностики сфинголипидозов) определяют содержание различных С. в биол. жидкостях и тканях человека. Методы анализа С. аналогичны методам определения фосфолипидов и гликолипидов.

Библиография: Жукова И. Г, и Смирнова Г. И. Гликолипиды, в кн.: Усп. биол. хим., под ред. Б. А. Степаненко, т. 9, с. 220, М., 1968, библиогр.; У а й т А. и др. Основы биохимии, пер. с англ., т. 1 — 3, М., 1981; Michalec С. Biochemistry of sphingolipids, Praha, 1967» bibliogr.; S t o f f e 1 W. Sphingolipids, Ann. Rev. Biochem., v. 40, p. 57, 1971, bibliogr.; Wiegandt H. Glycosphin-golipids, Advanc. Lipid Res., v. 9, p. 249, 1971, bibliogr.

Источник: xn--90aw5c.xn--c1avg

8. Сфинголипиды, строение, биологическая роль.

В эту группу входят липиды, сод аминоспирт сфингозин. Производные цедрамидов-N-ацильных производных сфингозина.

Сфинголипиды широко распространены в природе, в значит. кол-вах присутствуют в клетках нервной системы животных и человека. Накапливаются в мозге, печени, селезенке при липи-дозах (болезни Ниманна — Пика, Тей-Закса, Гоше и др.).

Сфинголипиды гидролизуются в клетках лизосомальными ферментами до церамидов и далее под действием цераминидаз расщепляются на высшие к-ты и сфингозиновые основания. Биол. роль сфинголипидов разнообразна. Известно, что они участвуют в формировании мембранных структур аксонов, синапсов и др. клеток нервной ткани, опосредуют в организме механизмы узнавания, рецепторные взаимодействия, межклеточные контакты и др. жизненно важные процессы.

Читайте также:  Холестерин 5 7 это опасно

9. Гликолипиды тканей чел. Гликоглицеролипиды и гликосфинголипиды. Ф-ции гликолипидов

Гликолипиды. Церамиды — основа большой группы липидов — гликолипидов.Водород в гидроксильной группе церамида может быть замещён на разные углеводные фрагменты, что определяет принадлежность гликолипида к определённому классу. Гликолипиды находятся в основном в мембранах клеток нервной ткани.

Цереброзиды. Цереброзиды имеют в своём составе моносахариды. Наиболее распространены цереброзиды, имеющие в своём составе галактозу (галактоцереброзид), реже — глюкозу (глюкоцереброзид). Цереброзиды содержат необычные жирные кислоты, например, галактоцереброзид френозин содержит цереброновую кислоту — 2-гидроксикислоту, содержащую 24 атома углерода

Глобозиды отличаются от цереб-розидов тем, что имеют в своём составе несколько углеводных остатков, связанных с церамидрм:

Цереброзиды и глобозвды относят к нейтральным сфинголипидам, так как они не содержат заряженных групп.

Сульфатиды. Гидроксил у третьего углеродного атома моносахарида, входящего в состав цереброзида, может связывать остаток серной кислоты, т.е. сульфатироваться. В этом случае образуются сульфатиды, обладающие свойствами кислот и поэтому называемые кислыми сфинголипидами.Сульфатиды в значительных количествах находят в белом веществе мозга.

Ганглиозиды — наиболее сложные по составу липиды. Они содержат несколько углеводных остатков, среди которых присутствует N-ацетилнейраминовая кислота. Нейраминовая кислота представляет собой углевод, состоящий из 9 атомов углерода и входящий в группу сиаловых кислот.

Строение ганглиозида Gm2 может быть представлено следующей схемой:

Ганглиозиды содержатся в основном в ганглиозных клетках нервной ткани. Однако ганглиозиды находятся и в плазматических мембранах многих клеток — эритроцитов, гепатоцитов, клеток селезёнки и других органов. Главная роль ганглиозидов определяется их участием в осуществлении межклеточных контактов. Некоторые ганглиозиды служат своеобразными рецепторами для ряда бактериальных токсинов.

10.Пищевые жиры и их переваривание.Гидролиз нейтрального жира в жкт,роль липаз.

Переваривание липидов пищи происходит в кишечнике. Основные продукты гидролиза (жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы) после всасывания подвергаются ресинтезу и последующей упаковке в хиломикроны (ХМ) в клетках слизистой оболочки кишечника.Нейтральный жир подвергается гидролизу в ЖКТ с участием 4 типов липаз: язычной,желудочной, панкреатической и кишечной.Степень гидролиза зависит от степени эмульгирования жира и активности фермента.

Жиры составляют до 90% липидов, поступающих с пищей. Переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, однако уже в желудке небольшая часть жиров гидролизуется под действием «липазы языка». Этот фермент синтезируется железами на дорсальной поверхности языка и относительно устойчив при кислых значениях рН желудочного сока. Поэтому он действует в течение 1-2 ч на жиры пищи в желудке.

1)Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит в тонком кишечнике под действием солей жёлчных кислот.Жёлчные кислоты синтезируются в печени из холестерола и сек-ретируются в жёлчный пузырь. Жёлчные кислоты действуют как детергенты, располагаясь на поверхности капель жира и снижая поверхностное натяжение. В результате крупные капли жира распадаются на множество мелких, т.е. происходит эмульгирование жира.

2)В ТНК выделяется холецистокинин, который увеличивает секрецию желчи и пищеварительных ферментов, в т.ч. панкреатической липазы.Секретин так же вырабатывается клетками ТНК и стимулирует секрецию бикарбонатов в поджелудочный сок.

3)Переваривание жиров — гидролиз жиров панкреатической липазой. Оптимальное значение рН для панкреатической липазы ≈8 достигается путём нейтрализации кислого содержимого, поступающего из желудка, бикарбонатом, выделяющимся в составе сока поджелудочной железы.

Панкреатическая липаза выделяется в полость тонкой кишки из поджелудочной железы вместе с белком колипазой. Колипаза попадает в полость кишечника в неактивном виде и под действием трипсина превращается в активную форму.Панкреатическая липаза гидролизует жиры преимущественно в положениях 1 и 3, поэтому основными продуктами гидролиза являются свободные жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы (β-моноацилглицеролы).

Молекулы 2-моноацилглицеролов также обладают детергентными свойствами и способствуют эмульгированию жира.

Источник: studfile.net

Сфинголипиды, их биосинтез и биологическая роль

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ

Их биосинтез и биологическая роль

Никитин Павел 112 группа

Сфинголипидами называется группа сложных липидов, основой молекулы которых являются алифатические аминоспирты, из которых наиболее распространены сфингозин и церебрин.

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

OH NH2 OH OH NH2

сфингозин церебрин (фитосфингозин)

Сфинголипиды делят на 2 основные группы:

Читайте также:  Печень витамины холестерин

Сфингофосфолипиды содержащие остатки фосфорной кислоты и холина (сфингомиелины) или фосфорной кислоты и инозитилгликозида (фитосфинголипиды);

сфингогликолипиды содержащие моносахариды (обычно галактозу), или олигосахариды (цереброзиды); и остатки сиаловых кислот (ганглиозиды).

Сфингомиелины являются наиболее распространенными сфинголипидами. Они в основном находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная ткань; сфингомиелины обнаружены также в тканях почек, печени и других органов. При гидролизе сфингомиелины образуют одну молекулу жирной кислоты, одну молекулу жтрной кислоты, одну молекулу двухатомного ненасыщенного аминоспирта сфингозина, одну молекулу азотистого основания (чаще это холин) и одну молекулу фосфорной кислоты, именно поэтому сфингомиелины относятся к классу фосфолипидов. Общая структура сфингомиелинов выглядит так:

Конформация молекулы сфингомиелина в определенном отношении сходна с конформацией глицерофосфолипидов. Молекула сфингомиелина содержит полярную «головку», которая несет одновременно и положительный (остаток холина), и отрицательный (остаток фосфорной кислоты) заряд, и два неполярных «хвоста» (длинная алифатическая цепь сфингозина и этерифицированная жирная кислота). Следует заметить, что в некоторых сфингомиелинах, например выделенных из мозга и селезенки, вместо сфингозина найден спирт дигидросфингозин (восстановленный сфингозин).

Гликолипиды — сложные липиды, содержащие в составе молекулы углевод­ные группы (чаще остаток D-галактозы). Гликолипиды играют существенную роль в функционировании биологических мембран. Они содержатся преимущественно в ткани мозга, но имеются также и в кровяных клетках и других тканях. Известны три ос­новные группы гликолипидов: цереброзиды, сульфатиды и ганглиозиды.

Цереброзиды не содержат ни фосфорной кислоты, ни холина. В их состав входит гексоза (обычно это D-галактоза), которая связана эфирной связью с гидроксильной группой аминоспирта сфингозина. Кроме того, в состав цереброзида входит жирная кислота. Среди этих жирных кислот чаще всего встречается лигноцериновая, нервоновая и цереброновая кислоты, т. е. жирные кислоты, имеющие 24 углеродных атома. Структура цереброзидов может быть представлена следующей схемой;

Наиболее изученными представителями цереброзидов являются нервон, содержащий нервоновую кислоту, цереброн, в состав которого входит цереброновая кислота, и керазин, содержащий Глигноцириновую кислоту. Особенно велико содержание церебро­зидов в мембранах нервных клеток (в миелиновой оболочке).

Ганглиозиды При гидролизе ганглиозидов можно обнаружить высшую жирную кислоту, спирт сфингозин, D-глюкозу и D-галактозу, а также производные аминосахаров: N-ацетилглюкозамин и N-ацетил-нейраминовую кислоту. Последняя синтезируется в организме из глюкозамина и имеет следующую формулу:

В структурном отношении ганглиозиды в значительной мере сходны с цереброзидами, с той только разницей, что вместо одного остатка галактозы они содержат сложный олигосахарид. Одним из простейших ганглиозидов является гематозид, выделенный из стромы эритроцитов:

В отличие от цереброзидов и сульфатидов ганглиозиды находятся преимущественно в сером веществе мозга и сосредоточены в плазматических мембранах нервных и глиальных клеток.

Все рассмотренные выше липиды принято называть омыляемыми, поскольку при их гидролизе образуются мыла.

Сфинголипиды могут синтезироваться из других соединений. Для их синтеза нужен в первую очередь сфингозин, который образуется в ходе нескольких последовательных реакций из пальмитоил-КоА и серина; необходимы активированные жирные кислоты в виде ацил-КоА-производных; необходимы также
или активированный холин в виде ЦДФ-холина для синтеза сфингомиелинов, или активированные мономеры углеводной природы в виде их УДФ-производных для синтеза цереброзидов или ганглиозидов.

I. участие в работе иммунной системы

а) Метаболизм сфинголипидов в клетках иммунной системы и образование вторичных липидных мессенджеров — церамида , сфингозина , сфингозин-1-фосфата и церамид-1-фосфата — являются частью единой сигнальной системы, контролирующей созревание , дифференцировку , активацию и пролиферацию лимфоцитов в ответ на антигены и митогены и программированную гибель клеток после осуществления эффекторной функции.

б) Продукты сфингомиелинового цикла , а также ингибитор церамидсинтазы — фумонизин В1 — влияют на экспрессию поверхностных антигенов Т лимфоцитов — CD3 , CD4 , CD8 , CD25 , CD45 , изменяют баланс между субпопуляциями лимфоцитов, ингибируют синтез ДНК в нормальных клетках тимуса и селезенки и пролиферативный ответ на митогены и супрессируют развитие иммунного ответа на Т-зависимые антигены in vivo.

Ранние фазы первичного иммунного ответа характеризуются пролиферацией специфических предшественников в особом микроокружении лимфоидной ткани, дифференцировкой в эффекторные лимфоциты и миграцией из лимфоидных органов в кровь и ткани. Миграция Т лимфоцитов , в частности, зависит от распределения антигена в нелимфоидных органах и локальной активации лимфоцитов молекулами моно нуклеарных систем.

в) Влияет на экспрессию молекул адгезии и МНС, а также на факторы миграции клеток, сфинголипиды регулируют направленное движение активированных лимфоцитов в ткани. Взаимодействие всех типов клеток-эффекторов приводит к выведению чужеродного антигена из организма. Действие сфинголипидов реализуется на уровне мишеней, общих для сигнальных путей ТСR/СD3-комплекса и сфингомиелинового цикла. Сфинголипиды являются важнейшей и незаменимой частью иммунной системы, и как следствие важной частью всего организма.

Читайте также:  Биологическая роль липидов и атф

II- Участие в строении и функционировании клеточных мембран.

Сфинголипиды имеются в мембранах животных и растительных клеток; они — основной компонент миелиновой оболочки мякотных нервов и липидов мозга. В жировых отложениях почти не содержатся.

Применение в медицине

Сфинголипиды применяются для лечения онкологических заболеваний. Многие типы опухолевых клеток и новообразований могут быть уничтожены воздействиями, приводящими к повышению концентрации сфинголипида церамида. Существует много способов увеличить количество cфинголипида церамида в опухоли, но их применение осложняется тем, что cфинголипид церамида выполняет центральную роль в гомеостазе клетки: легко метаболизируется с образованием других сфинголипидов, способствующих росту опухоли, метастазированию и противодействию иммунной системе пациента. Отмечена необходимость предотвращения такой метаболической конверсии на фоне одновременной активации ферментов, участвующих в синтезе cфинголипида церамида, описаны ферменты, которые следует активировать или ингибировать, а также лекарства, метаболиты и компоненты рациона, модифицирующие каждый фермент. Освещена важность аллильной спиртовой группы в молекуле cфинголипида церамида и ряде противоопухолевых агентов, указано, что гидроксильная группа участвует в переносе фосфата от белка к белку путем образования эфира фосфата. Аллильная гидроксильная группа может также сокращать число кетонов в митохондриальных убихинонах с образованием реактивных форм кислорода. Уровень cфинголипида церамида в опухолях может быть повышен за счет прямого введения cфинголипида церамида или его аналогов; стимуляции образования cфинголипида церамида из его предшественников; путем гидролиза сфингомиелина или гидролиза гликосфинголипидов; ацилирования сфингозина. Кроме того, более высокая концентрация cфинголипида церамида может быть обусловлена замедлением его конверсии в сфингомиелин.

Источник: referatbank.ru

У фосфолипидов преобладает структурная функция

Фосфолипиды (ФЛ, фосфатиды) представляют собой соединение спирта глицерола или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой . В их состав также входят азотсодержащие соединения холин (витамин B4), этаноламин, серин, циклический шестиатомный спирт инозитол (витамин В8).

Пищевые источники фосфолипидов

Доля фосфолипидов в пищевом жире невелика (не более 10%), это фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий. Источниками фосфолипидов является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло. В результате фосфолипидов поступает около 8-10 г в сутки.

В организме человека наиболее распространены глицерофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

Жирные кислоты, входящие в состав этих фосфолипидов, неравноценны. Ко второму атому углерода присоединена, как правило, полиненасыщенная жирная кислота. При углероде С 1 находятся любые кислоты, чаще мононенасыщеннные или насыщенные.

Наиболее простым глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота (ФК) – промежуточное соединение для синтеза ТАГ и ФЛ.

Фосфатидилсерин (ФС), фосфатидилэтаноламин (ФЭА, кефалин), фосфатидилхолин (ФХ, лецитин) – структурные ФЛ, они вместе с холестерином формируют липидный бислой клеточных мембран, обеспечивают активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран.

Кроме этого, дипальмитоил-фосфатидилхолин, являясь поверхностно-активным веществом, служит основным компонентом сурфактанта легочных альвеол. Его недостаток в легких недоношенных младенцев приводит к развитию синдрома дыхательной недостаточности.

Также фосфатидилхолин, являясь одним из важнейших компонентов желчи, поддерживает находящийся в ней холестерин в растворенном состоянии и, таким образом, препятствует образованию желчных камней.

Строение преобладающих в организме фосфолипидов

Фосфатидилинозитол (ФИ) – играет ведущую роль в фосфолипид-кальциевом механизме передачи гормонального сигнала в клетку.

Лизофосфолипиды – продукт гидролиза фосфолипидов фосфолипазой А2, образуются при определенных стимулах, вызывающих в клетке синтез эйкозаноидов (простагландинов, лейкотриенов).

Гораздо более редким является кардиолипин – структурный фосфолипид в мембране митохондрий.

Плазмалогены при С 1 содержат высший спирт вместо жирной кислоты. Они участвуют в построении структуры мембран, составляют до 10% фосфолипидов мозга и мышечной ткани.

Строение менее распространенных фосфолипидов

Сфингофосфолипиды

Основным представителем у человека являются сфингомиелины – основное их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и других тканях. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные, которые присоединены к спирту сфингозину.

Строение сфингомиелина, содержащего олеиновую кислоту
(сфингозин обведен красной рамкой)

В нервной ткани сфингомиелин участвует в передаче нервного сигнала по аксонам, активно изучается роль сфинголипидов в регуляции внутриклеточных процессов в качестве источника вторичного мессенджера церамида.

Источник: biokhimija.ru