Ceramid

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 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

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

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

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

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

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]

Sklici

↑ http://lsm1.amebis.si/lsmeds/novPogoj.aspx?pPogoj=ceramid Arhivirano 2014-07-24 na Wayback Machine., Slovenski medicinski e-slovar.
↑ Haimovitz-Friedman A; Kan CC; Ehleiter D; in sod. (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.
↑ ^3,0 ^3,1 Hannun, Y.A.; 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.
↑ Kitatani, K.; Idkowiak-Baldys, J.; 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.
↑ Zeidan, Y.H.; 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.
↑ 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.

[1] ttp://lsm1.amebis.si/lsmeds/novPogoj.aspx?pPogoj=ceramid Arhivirano 2014-07-24 na Wayback Machine., Slovenski medicinski e-slovar.

[pmid8046331-2] Haimovitz-Friedman A; Kan CC; Ehleiter D; in sod. (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.

[pmid18216770-3] 3,0 ^3,1 Hannun, Y.A.; 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.

[pmid18191382-4] Kitatani, K.; Idkowiak-Baldys, J.; 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.

[pmid17588815-5] Zeidan, Y.H.; 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]