Ceramid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Splošna formula sfingolipidov: sfingozin (angl. sphingosine) je z amidno vezjo povezan z maščobno kislino (angl. fatty acid); če je substituent (R) vodik, gre za ceramid.
Ceramid. Substituent R predstavlja maščobno kislino.

Ceramid je sfingolipid, derivat sfingozina, v katerem je aminoskupina sfingozina acilirana z maščobno kislino.[1] Ceramid se v visokih koncentracijah nahaja v celičnih membranah. Predstavlja enega od gradnikov sfingomielina. Nekoč je veljalo, da imajo ceramid in drugi sfingolipidi v celični membrani le strukturno vlogo, sedaj pa velja, da imajo tudi signalno funkcijo: uravnavajo celično diferenciacijo, proliferacijo ter programirano celično smrt.

Sintezne poti ceramida[uredi | uredi kodo]

Za tvorbo ceramida obstajajo tri poglavitne poti. Pri sfingomielazni poti encim sfingomielaza cepi sfingomielin v celični membrani in pri tem se sprošča ceramid, ki je gradnik sfingomielina. Pri sintezi de novo se ceramid tvori iz manj kompleksnih molekul. Lahko pa ceramid nastaja tudi z razpadom kompleksnih sfingolipidov, ki najprej razpadejo na sfingozin, le-ta pa se naposled uporabi v reakciji reaciliranja. Ta sintezna pot se imenuje tudi reševalna pot.

Hidroliza sfingomielina[uredi | uredi kodo]

Hidrolizo sfingomielina katalizira encim sfingomielaza. Ker se sfingomielin eden od štirih poglavitnih fosfolipidov v plazemski membrani, pride pri tej poti nastajanja ceramida do programirane celične smrti. Raziskave so nakazale, da naj bi ionizirajoče sevanje, ki povzroči celično smrt, aktiviralo sfingomielazo v celičnih membranah in s tem povzročilo nastajanje ceramida.[2]

Sinteza de novo[uredi | uredi kodo]

Sinteza de novo se začne s kondenzacijo palmitata in serina, pri čemer se tvori 3-keto-dihidrosfingozin. To reakcijo katalizira encim serin-palmitoil-transferaza in predstavlja hitrost omejujočo stopnjo celotne sintezne poti. Nato se 3-keto-dihidrosfingozin reducira do dihidrosfingozina, ta pa se z encimom (dihidro)ceramid-sintazo z aciliranjem pretvori v dihidroceramid. Zadnja stopnja poteče z encimom dihidroceramid-desaturazo.

Sinteza de novo poteka v endoplazemskem retikulumu. Nato se ceramid prenese do Golgijevega aparata, kjer se lahko nadalje presnovi do drugih sfingolipidov, kot sta sfingomielin in kompleksni glikosfingolipidi.[3]

Reševalna pot[uredi | uredi kodo]

Konstitutivni razpad sfingolipidov in glikosfingolipidov poteka v kislih celičnih razdelkih, endosomih in lizosomih. V primeru glikosfingolipidov povzročijo encimi eksohidrolaze, ki optimalno delujejo pri kislem pH-ju, postopno odcepljanje monosaharidnih enot, začenši na koncu oligosaharidne verige. Ceramid se lahko dalje hidrolizira s kislo ceramidazo do sfingozina in proste maščobne kisline; obe komponenti lahko za razliko od ceramida zapustita lizosom. Nato lahko ponovno vstopita v pot sinteze ceramida; reakcijo katalizira encim ceramid-sintaza. Ta t. i. reševalna pot naj bi bila odgovorna za biosintezo 50–90 % sfingolipidov.[4]

Fiziološke vloge ceramida[uredi | uredi kodo]

Ceramid je kot bioaktivni lipid vključen v razne fiziološke procese, vključno z apoptozo, zastojem celične rasti, diferenciacijo, celično staranje ter migracijo in adhezijo celic.[3] Ceramid in njegovi presnovki naj bi bili vključeni tudi v številne patološke procese (rak, nevrodegeneracija, sladkorna bolezen, mikrobiološka patogeneza, debelost, vnetni procesi).[5][6]

Viri[uredi | uredi kodo]

  1. ^ http://lsm1.amebis.si/lsmeds/novPogoj.aspx?pPogoj=ceramid, Slovenski medicinski e-slovar.
  2. ^ Haimovitz-Friedman A, Kan CC, Ehleiter D, et al. (1994). "Ionizing radiation acts on cellular membranes to generate ceramide and initiate apoptosis". J. Exp. Med. 180 (2): 525–535. doi:10.1084/jem.180.2.525. PMC 2191598. PMID 8046331. 
  3. ^ 3,0 3,1 Hannun, Y.A. and Obeid, L.M. (2008). "Principles of bioactive lipid signalling: lessons from sphingolipids". Nature Reviews: Molecular Cell Biology 9 (2): 139–150. doi:10.1038/nrm2329. PMID 18216770. 
  4. ^ Kitatani, K., Idkowiak-Baldys, J., and Hannun, Y.A. (2008). "The sphingolipid salvage pathway in ceramide metabolism and signaling.". Cell Signaling 30 (6): 1010–1018. doi:10.1016/j.cellsig.2007.12.006. PMC 2422835. PMID 18191382. 
  5. ^ Zeidan, Y.H., and Hannun, Y.A. (2007). "Translational aspects of sphingolipid metabolism.". Trends Mol. Med. 13 (8): 327–336. doi:10.1016/j.molmed.2007.06.002. PMID 17588815. 
  6. ^ Wu D, Ren Z, Pae M, Guo W, Cui X, Merrill AH, Meydani SN (2007). "Aging up-regulates expression of inflammatory mediators in mouse adipose tissue". The Journal of Immunology 179 (7): 4829–39. PMID 17878382.