Sphingolipides quelles sont les caractéristiques, les fonctions, la synthèse

Que sont les sphylingolipides?

Les sphingolipides Ils représentent l'une des trois grandes familles lipidiques présentes dans les membranes biologiques. Comme les glycéophospholipides et les stérols, ce sont des molécules amphipatiques avec une région polaire hydrophile et une région apolaire hydrophobe.

Ils ont été décrits pour la première fois en 1884 par Johann L. W. Thudichum, qui a décrit trois sphingolipides (sphingomyline, cerveau et cerveau du cerveau) qui appartiennent aux trois classes différentes connues: les phosphosphingolipides, les glycosphingolipides neutres et acides.

Contrairement aux glycéophospholipides, les sphyingolipides ne sont pas construits sur une molécule de glycérol à 3 phosphates comme squelette principal, mais sont des composés dérivés de sphiny, un aminoalcool avec une longue chaîne d'hydrocarbures attachée par une liaison Amida.

ETStructure des sphingolipides

Tous les sphingolipides dérivent d'un l-sérine, qui est condensé avec un acide gras à longue chaîne pour former la base de sphingoïdes, également connue sous le nom de base à longue chaîne (LCB).

Les bases les plus courantes sont la sphinganine et la sphinxine, qui diffèrent les unes des autres en présence d'une double liaison trans Entre les carbones 4 et 5 de l'acide gras de la sphinxine.

Les carbones 1, 2 et 3 de la sphinxine sont structurellement analogues au glycérophospholipides glycérol glycérol. Lorsque les liaisons Amida se lient à un acide gras au carbone 2 du sphin.

Les acides gras à longue chaîne qui constituent les régions hydrophobes de ces lipides peuvent être très divers. Les longueurs varient de 14 à 22 atomes de carbone qui peuvent avoir des degrés de saturation différents, généralement entre les carbones 4 et 5.

Dans les positions 4 ou 6, ils peuvent avoir des groupes hydroxillis et des doubles liaisons dans d'autres positions ou même des ramifications telles que les groupes méthyliques.

Caractéristiques

Les chaînes d'acides gras liées par des liaisons d'amida aux céramides sont généralement saturées et ont tendance à être de plus grande longueur que celles trouvées dans les glycérophospholipides, ce qui semble crucial pour l'activité biologique de ces.

Une caractéristique distinctive du squelette de sphingolipide est qu'ils peuvent avoir une charge nette positive au pH neutre, bizarre parmi les molécules lipidiques.

Cependant, le PAQUETA du groupe amino est faible par rapport à une simple amine, entre 7 et 8, donc une partie de la molécule n'est pas chargée au pH physiologique, ce qui pourrait expliquer le mouvement "libre" de ceux-ci parmi les bilapas.

La classification traditionnelle des sphingolipides résulte des modifications multiples que la molécule de céramide peut subir, en particulier en termes de substitutions des groupes de tête polaire.

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Les fonctions

Les sphingolipides sont essentiels chez les animaux, les plantes et les champignons, ainsi que dans certains organismes et virus procaryotes.

-Fonctions structurelles

Les sphingolipides modulent les propriétés physiques des membranes, y compris leur fluidité, leur épaisseur et leur courbure. Modulaire ces propriétés leur donne également une influence directe sur l'organisation spatiale des protéines membranaires.

Dans les "radeaux" lipidiques

Dans les membranes biologiques, les micro-domaines dynamiques peuvent être détectés avec une maîtrise inférieure formée par le cholestérol et les molécules de sphingolipides appelées baumes lipidiques.

Ces structures se produisent naturellement et maintiennent une relation étroite avec des protéines complètes, des récepteurs de surface cellulaire et des protéines de signalisation, des transporteurs et d'autres protéines avec des ancres de glycosylphosphatidylinitol (GPI) (GPI).

-Fonctions de signalisation

Ils ont des fonctions telles que des molécules de signalisation qui agissent comme des seconds messagers ou comme des ligands sécrétés pour les récepteurs de surface cellulaire.

En tant que messagers secondaires, ils peuvent participer à la régulation de l'homéostasie du calcium, de la croissance cellulaire, de la tumorogenèse et de la suppression de l'apoptose. De plus, l'activité de nombreuses protéines membranaires intégrales et périphériques dépend de son association avec des sphingolipides.

De nombreuses interactions intercellulaires et cellulaires avec leur environnement dépendent de l'exposition des différents groupes polaires des sphingolipides vers la face externe de la membrane plasmique.

L'union des glycosphingolipides et des lectines est cruciale pour l'association de la myéline avec les axones, l'adhésion des neutrophiles à l'endothélium, etc.

Par -Produits de son métabolisme

Les sphingolipides de signalisation les plus importants sont les bases à longue chaîne ou les sphinx et céramides, ainsi que leurs dérivés phosphorylés, tels que la sphygosine à 1 phosphate.

Les produits de métabolisme de nombreux sphingolipides activent ou inhibent plusieurs descente blanche (protéines kinases, phosphatose et autres), qui contrôlent les comportements cellulaires aussi complexes que la croissance, la différenciation et l'apoptose.

-Comme récepteurs membranaires

Certains agents pathogènes utilisent des glitsphingolipides comme récepteurs pour médier leur entrée aux cellules hôtes ou pour leur fournir des facteurs de virulence.

Il a été démontré que les sphyglyipides participent à plusieurs événements cellulaires tels que la sécrétion, l'endocytose, la chimiotaxie, la neurotransmission, l'angiogenèse et l'inflammation.

Ils sont également impliqués dans le trafic membranaire, ils influencent donc l'internalisation des récepteurs, l'ordre, le mouvement et la fusion des vésicules sécrétoires en réponse à différents stimuli.

Groupes de sphingolipides

Il y a trois sous-classes de sphingolipides, toutes dérivées du céramide et qui diffèrent les unes des autres par les groupes polaires, à savoir: les sphylingomyélines, les glycolipides et les gangliasides.

Sphingomyielinas

Sphingomileine. Noir: sphinxine. Rouge: phosphocoline. Bleu: acide gras.

Ceux-ci contiennent de la phosphocoline ou de la phosphoéthanolamine comme groupe de tête polaire, ils sont donc classés comme phospholipides ainsi que les glycéophospholipides. Ils regardent, bien sûr, les phosphatidylcolines dans une structure à trois dimensions et des propriétés générales car ils n'ont aucune charge dans leurs têtes polaires.

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Ils sont présents dans les membranes plasmiques des cellules animales et sont particulièrement abondantes dans la myéline, une gousse qui entoure et isole les axones de certains neurones.

Glycolipides ou glycosphingolipides neutres (sans charge)

Glucolipide. Wpcrosson [cc by-sa 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], de Wikimedia Commons

Ils sont principalement sur la face extérieure de la membrane plasmique et ont un ou plusieurs sucres en tant que groupe de tête polaire directement unis au carbone Hydroxyl 1 de la partie céramide. Ils n'ont pas de groupes de phosphate. Depuis pH 7 n'ont pas de charge, ils sont appelés glycolipides neutres.

Les cérébrosides ont une seule molécule de sucre liée à la céramide. Ceux qui contiennent le galactose sont dans des membranes plasmiques des cellules tissulaires non nerveuses. Les globosides sont des goustoesphingolipides avec deux sucres ou plus, normalement d-glycose, d-galactose ou n-acétyl-d-galactosamine.

Gangliósidos ou glycosphingolipides

Structure gangloside GM1

Ce sont les sphingolipides les plus complexes. Ils ont des oligosaccharides comme groupe de tête polaire et un ou plusieurs résidus terminaux d'acide n-acétylmuramique, également appelés acides siral. L'acide siamique apporte aux ganglions la charge négative à pH 7, qui les distingue des glycosphingolipides neutres.

La nomenclature de ce type de sphingolipides dépend de la quantité de déchets d'acide sinalique présents dans la partie oligosaccharide de la tête polaire.

La synthèse

La molécule de base à la chaîne longue ou sphébinée est synthétisée dans le réticulum endoplasmique (ER) et l'ajout du groupe polaire à la tête de ces lipides se produit plus tard dans le complexe de Golgi. Chez les mammifères, une certaine synthèse de sphingolipides peut également se produire dans les mitochondries.

Après avoir terminé leur synthèse dans le complexe de Golgi, les sphingolipides sont transportés vers d'autres compartiments cellulaires par des mécanismes médiés par des vésicules.

La biosynthèse des sphingolipides se compose de trois événements fondamentaux: la synthèse des bases à longue chaîne, la biosynthèse des céramides par l'union d'un acide gras par un lien Amida, et enfin, la formation des sphingolipides complexes au moyen de l'union des groupes polaires dans le carbone 1 de la base de sphingoide.

En plus de la synthèse de Novo, Les sphingolipides peuvent également se former par le remplacement ou le recyclage des bases à longue chaîne et des céramides, qui peuvent nourrir la piscine de sphingolipide.

Synthèse du squelette céramide

La biosynthèse de la céramide, le squelette des sphingolipides, commence par la condensation décarboxylérative d'une molécule de palmitail-coa et d'une l-sérine. La réaction est catalysée par une sérine palmitail transférase (SPT) hétérodimère, le phosphate pyridoxal dépendant et le produit est le 3-zo dihydroesfingosin ze.

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Cette enzyme est inhibée par les β-phaal-l-alanines et les l-ciclosérines. Dans les levures, il est codé par deux gènes, tandis que chez les mammifères, il y a trois gènes pour cette enzyme. Le site actif est sur la face cytoplasmique du réticulum endoplasmique.

Le rôle de cette première enzyme est préservé dans tous les organismes étudiés. Cependant, il existe des différences entre les taxons qui ont à voir avec l'emplacement subcellulaire de l'enzyme: les bactéries sont cytoplasmiques, la levure, les plantes et les animaux se trouvent dans le réticulum endoplasmique.

La 3-Zoesfinganine est par la suite réduite par la 3-zo-cétosphinganine dépendante du NADPH. Dihydrocéramide synthase (sphinganine n-acil transférase) acétyla puis sphinanine pour produire du dihydrocéramide. Le céramide est ensuite formé par la dihydrocéramide deaturase / réductase, qui insère une double liaison trans En position 4-5.

Chez les mammifères, il existe de nombreuses syntasas d'isoformes de céramide, chacune rejoignant une chaîne d'acides gras spécifique aux bases des longues chaînes. Par conséquent, les céramides synthesas et autres enzymes, Elongasas, fournissent la principale source de diversité d'acides gras dans les sphingolipides.

Métabolisme

La dégradation des enzymes des glycohydroles et de la sphingomyélinase, qui sont responsables de l'élimination des modifications des groupes polaires. D'un autre côté, les céramidases régénèrent les longues bases de chaîne des céramides.

Les ganglions sont dégradés par un ensemble d'enzymes lysosomales qui catalysent le pas par étape des unités de sucre, produisant un céramide à la fin.

Une autre façon de dégradation est l'internalisation des sphingolipides dans les vésicules endocytaires qui sont renvoyées à la membrane plasmique ou transportées vers des lysosomes où elles sont dégradées par une hydrolase acide spécifique.

Toutes les longues bases à chaîne ne sont pas recyclées, les endoplasmiques retiennent. Ce mécanisme de dégradation se compose d'une phosphorylation au lieu de l'acilation des LCB, donnant naissance à des molécules de signalisation qui peuvent être des substrats solubles pour l'enzyme de lias.

Régulation

Le métabolisme de ces lipides est régulé à plusieurs niveaux, l'un d'eux est celui des enzymes en charge de la synthèse, de leurs modifications post-traductionnelles et des mêmes mécanismes de la même.

Certains mécanismes de régulation sont des spécifications cellulaires, soit pour contrôler le temps de développement cellulaire dans lequel ils sont produits ou en réponse à des signaux spécifiques.

Les références

1. Bartke, n., & Hannun, et. (2009). SPPHingolipides bioactifs: métabolisme et fonction. Journal of Lipid Research, cinquante, 19.
2. Breslow, D. K. (2013). L'homéostasie des sphingolipides dans le réticulum endoplasmique et au-delà. Cold Spring Harbour Perspectives in Biology, 5(4), A013326.