SPHINGOSINE: SINTESIS, STRUKTUR, FUNGSI DAN PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

The sphingosine adalah aminoalcohol kompleks penting, karena merupakan komponen prekursor sphingolipids pada umumnya. Fosfolipid kompleks atau sfingolipid yang paling relevan adalah sfingomielin dan glikospingolipid. Ini memenuhi fungsi spesifik dalam pelestarian struktur membran sel saraf, memungkinkan mereka untuk memenuhi fungsinya.

Semua sfingolipid memiliki kesamaan yaitu dibentuk dengan bahan dasar yang sama, ceramide, yang terdiri dari sfingosin ditambah Asetil KoA, oleh karena itu disebut juga N-asilphingosin.

Struktur kimia sphingosine

Di antara fosfolipid kompleks, sfingomielin adalah salah satu yang paling penting dan berlimpah di otak dan jaringan saraf. Ini terutama ditemukan sebagai penyusun selubung mielin yang menutupi saraf.

Sedangkan glikosphingolipid adalah sphingolipid yang mengandung glukosa. Di antara yang paling menonjol adalah serebrosida (galactocerebroside dan glukoserebrosida) dan gangliosida. Yang terakhir ini terlibat dalam transmisi impuls saraf, karena mereka membentuk ujung saraf.

Yang lain juga ditemukan, seperti globosida dan sulfat, yang merupakan bagian dari membran plasma dari seluruh organisme, yang penting sebagai reseptor membran.

Perpaduan

Amino alkohol sphingosine disintesis di retikulum endoplasma. Proses sintesis terjadi sebagai berikut:

Asam amino serin, setelah diaktivasi dengan mengikat fosfat piridoksal di hadapan ion mangan, berikatan dengan palmitoil-KoA untuk membentuk 3-ketospinganin. Reaksi ini melepaskan CO ₂ .

Sfingosin terbentuk setelah dua tahap reduksi. Yang pertama melibatkan enzim 3-ketosfinganin reduktase. Reaksi ini menggunakan NADPH sebagai donor H ⁺ , membentuk dihydrosphingosine.

Pada tahap kedua, enzim sfinganin reduktase bekerja, dengan partisipasi flavoprotein, di mana sfingosin diperoleh.

Di sisi lain, sphingosine dapat disintesis oleh katabolisme sphingolipid. Misalnya, ketika sfingomielin dihidrolisis, asam lemak, asam fosfat, kolin, dan sfingosin dihasilkan.

Struktur

Nama kimia untuk sphingosine amino alcohol adalah 2-amino-4-octadecene-1,3-diol. Struktur kimianya dapat digambarkan sebagai rantai hidrokarbon yang terdiri dari total 18 karbon, dengan gugus amino dan alkohol.

fitur

Sphingosine

Dalam kondisi normal, sfingosin yang dihasilkan oleh katabolisme sfingolipid digunakan kembali untuk pembaruan dan pembentukan sfingolipid baru.

Sfingosin terlibat dalam proses regulasi metabolisme seluler yang terkait dengan jalur pensinyalan lipid, sebagai mediator ekstraseluler, bekerja pada protein kinase C, yang mengontrol enzim yang terlibat selama proses pertumbuhan dan kematian sel.

Itu juga bertindak sebagai utusan kedua intraseluler. Zat ini mampu menghentikan siklus sel, menyebabkan sel mati terprogram atau apoptosis.

Karena fungsinya ini, telah menarik minat para peneliti sebagai terapi melawan kanker, bersama dengan faktor nekrosis tumor α.

Peningkatan degradasi sphingomyelins menyebabkan akumulasi sphinganine dan sphingosine (basis sphingoid). Zat ini dalam konsentrasi tinggi menghambat berfungsinya membran sel.

Akumulasi sphingosine ini dapat terjadi pada kasus keracunan akibat konsumsi biji-bijian yang terkontaminasi fumonisin, sejenis mikotoksin yang diproduksi oleh jamur dari genus Fusarium selama penyimpanan.

Fumonisin menghambat sintetase enzim ceramide, yang mengakibatkan ceramide (N-acyl sphingosine) tidak dapat terbentuk.

Pada gilirannya, ini juga tidak memungkinkan sintesis sfingomielin, oleh karena itu sfingosin bersama dengan sfinganin terlalu pekat, sehingga menimbulkan efek samping.

Turunan sfingosin (sfingosin 1-fosfat)

Dari fosforilasi sfingosin oleh dua enzim (sfingosin kinase 1 dan sfingosin kinase 2), terbentuklah turunannya yang disebut sfingosin 1-fosfat.

Sfingosin 1-fosfat memiliki efek berlawanan dengan prekursornya. Ini merangsang pertumbuhan sel (mitogenik), bahkan mencegah aksi apoptosis dari beberapa obat yang digunakan dalam terapi melawan kanker, yaitu antiapoptosis.

Zat ini telah ditemukan dalam konsentrasi tinggi di berbagai proses ganas dan jaringan tumor. Selain itu, ada ekspresi berlebihan dari reseptor zat lipid ini.

Di sisi lain, sfingosin 1-fosfat bersama dengan ceramide 1-fosfat bertindak dalam regulasi sel kekebalan, mengikat reseptor spesifik yang ada dalam sel tersebut.

Limfosit secara khusus menampilkan jenis reseptor ini, yang tertarik oleh keberadaan sfingosin 1-fosfat. Sedemikian rupa sehingga limfosit meninggalkan kelenjar getah bening, mereka melewati getah bening dan kemudian ke sirkulasi.

Kemudian mereka terkonsentrasi di tempat sphingolipid sedang disintesis dan ini adalah bagaimana mereka berpartisipasi dalam proses inflamasi.

Begitu limfosit mengikat zat melalui reseptornya dan menginduksi respons seluler, mereka menginternalisasi reseptor, baik untuk mendaur ulang atau menghancurkannya.

Tindakan ini diamati oleh para peneliti, yang telah mengembangkan zat yang mirip dengan sphingosine 1-fosfat untuk menempati reseptor tertentu, untuk merangsang internalisasi dan penghancuran reseptor, tanpa menyebabkan aktivasi sel dan dengan demikian mengurangi respons imun.

Jenis zat ini sangat berguna sebagai terapi imunosupresif pada penyakit autoimun seperti multiple sclerosis.

Penyakit yang disebabkan oleh defisiensi sphingosine

Lipogranulomatosis Farber atau penyakit Farber

Ini adalah penyakit keturunan resesif autosom yang langka, sangat jarang, dengan hanya 80 kasus yang dilaporkan di seluruh dunia.

Penyebab penyakit ini adalah mutasi pada gen ASAH1 yang mengkode asam ceramidase enzim lisosom. Enzim ini memiliki fungsi menghidrolisis ceramide dan mengubahnya menjadi sphingosine dan asam lemak.

Kekurangan enzim menyebabkan akumulasi ceramide, suatu defisiensi yang terwujud dalam bulan-bulan pertama kehidupan (3 - 6 bulan). Penyakit ini tidak memanifestasikan dirinya dengan cara yang sama pada semua individu yang terkena, dengan kasus ringan, sedang dan parah yang diamati.

Kasus ringan memiliki harapan hidup yang lebih lama, dan dapat mencapai masa remaja bahkan hingga dewasa, namun bentuk yang parah selalu berakibat fatal pada awal kehidupan.

Di antara manifestasi klinis yang paling sering dari penyakit ini adalah: suara serak yang parah akibat keterlibatan di laring yang dapat menyebabkan aponia karena radang pita suara, dermatitis, deformasi tulang, nyeri, radang, kelumpuhan, kerusakan neurologis atau keterbelakangan mental.

Pada kasus yang parah, dapat muncul dengan hidrops fetalis, hepatosplenomegali, lesu dan infiltrasi granulomatosa di paru-paru dan organ sistem retikuloendotelial seperti limpa dan hati, dengan harapan hidup yang sangat singkat.

Untuk kasus dengan harapan hidup lebih lama tidak ada pengobatan khusus, hanya gejala yang diobati.

Referensi

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Konsumsi fumonisins dan kerusakan kesehatan manusia. Kesehatan masyarakat Mex. 2010; 52 (5): 461-467. Tersedia di: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Peran sphingosine dan ceramide kinase dalam respon inflamasi. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, dkk. Sfingolipid dan kanker: ceramide dan sphingosine-1-phosphate dalam regulasi kematian sel dan resistensi obat. Oncol masa depan. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sphingosine 1-phosphate dan reseptor S1P1-nya: pengatur respon imun. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Tersedia di Scielo. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Biokimia Harper. 12 ^th edition, Editorial modern Manual. DF Meksiko.