स्फिंगोसीन: संश्लेषण, संरचना, कार्य और रोग - जीवविज्ञान - 2024

Sphingosine क्योंकि यह सामान्य रूप में sphingolipids के अग्रदूत घटक है, काफी महत्व की एक जटिल aminoalcohol है। सबसे अधिक प्रासंगिक जटिल फॉस्फोलिपिड्स या स्फिंगोलिपिड्स स्फिंगोमीलिन और ग्लाइकोस्फिंगोलिपिड हैं। ये तंत्रिका कोशिकाओं की झिल्लियों की संरचना के संरक्षण में विशिष्ट कार्यों को पूरा करते हैं, जिससे उन्हें अपने कार्यों को पूरा करने की अनुमति मिलती है।

सभी स्फिंगोलिपिड्स में आम है कि वे एक ही आधार पदार्थ, सेरामाइड के साथ बनते हैं, जो कि स्फिंगोसिन प्लस एसिटाइल सीओए से बना होता है, इसलिए इसे एन-एसिलिफिंगोसिन भी कहा जाता है।

स्फिंगोसिन की रासायनिक संरचना

जटिल फॉस्फोलिपिड्स के बीच, स्फिंगोमेलिन मस्तिष्क और तंत्रिका ऊतक में सबसे महत्वपूर्ण और प्रचुर मात्रा में से एक है। यह मुख्य रूप से माइलिन म्यान के एक घटक के रूप में पाया जाता है जो तंत्रिकाओं को कवर करता है।

जबकि ग्लाइकोस्फिंगोलिपिड ग्लूकोज युक्त स्पिंगोलिपिड हैं। सबसे प्रमुख में सेरेब्रोसाइड्स (गैलेक्टोकेरेब्रोसाइड और ग्लूकोसेरेब्रोसाइड) और गैंग्लियोसाइड हैं। उत्तरार्द्ध तंत्रिका आवेगों के संचरण में शामिल हैं, क्योंकि वे तंत्रिका अंत बनाते हैं।

अन्य भी पाए जाते हैं, जैसे ग्लोबोसाइड्स और सल्फेट्स, जो पूरे जीव के प्लाज्मा झिल्ली का हिस्सा हैं, झिल्ली रिसेप्टर्स के रूप में महत्वपूर्ण हैं।

संश्लेषण

एमिनो अल्कोहल स्फिंगोसिन को एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित किया जाता है। संश्लेषण प्रक्रिया इस प्रकार होती है:

अमीनो एसिड सेरीन, एक बार मैंगनीज आयनों की उपस्थिति में पाइरिडोक्सल फॉस्फेट से बांधकर सक्रिय हो जाता है, 3-केटोस्फिंगनिन बनाने के लिए पामिटॉयल-सीओए से बांधता है। यह प्रतिक्रिया CO ₂ जारी करती है ।

स्फ़िंगोसिन दो कम करने वाले चरणों के बाद बनता है। पहले एंजाइम में 3-किटोस्फ़िंगनिन रिडक्टेज़ शामिल है। यह प्रतिक्रिया एच ⁺ दाता के रूप में एनएडीपीएच का उपयोग करती है, जो डायहाइड्रोसोफिंगोसिन का निर्माण करती है।

दूसरे चरण में, एंजाइम स्फिंगानाइन रिडक्टेस एक फ्लेवोप्रोटीन की भागीदारी के साथ कार्य करता है, जहां स्फिंगोसिन प्राप्त होता है।

दूसरी ओर, स्फिंगोसिन को स्फिंगोलिपिड कैटाबॉलिज्म द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब स्फिंगोमेलिन हाइड्रोलाइज्ड होता है, तो फैटी एसिड, फॉस्फोरिक एसिड, कोलीन, और स्फिंगोसिन उत्पन्न होता है।

संरचना

स्फिंगोसीन एमिनो अल्कोहल का रासायनिक नाम 2-एमिनो-4-ऑक्टाडेसीन-1,3-डायोल है। रासायनिक संरचना को एक हाइड्रोकार्बन श्रृंखला के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो कुल 18 कार्बन से बना होता है, एक एमिनो समूह और शराब के साथ।

विशेषताएं

sphingosine

सामान्य परिस्थितियों में, स्फिंगोलाइड कैटाबोलिज्म द्वारा निर्मित स्फिंगोसिन नए स्फिंगोलिपिड के नवीनीकरण और निर्माण के लिए पुन: उपयोग किया जाता है।

Sphingosine लिपिड सिग्नलिंग रास्ते से संबंधित सेलुलर चयापचय विनियमन प्रक्रियाओं में शामिल है, एक कोशिकीय मध्यस्थ के रूप में, प्रोटीन किनेज C पर कार्य करता है, जो कोशिका वृद्धि और मृत्यु की प्रक्रिया के दौरान शामिल एंजाइमों को नियंत्रित करता है।

यह एक इंट्रासेल्युलर दूसरे दूत के रूप में भी कार्य करता है। यह पदार्थ कोशिका चक्र को रोकने में सक्षम है, कोशिका को क्रमादेशित कोशिका मृत्यु या एपोप्टोसिस के लिए प्रेरित करता है।

इस कार्य के कारण, यह ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर α के साथ मिलकर कैंसर के खिलाफ एक थेरेपी के रूप में शोधकर्ताओं में रुचि पैदा कर चुका है।

स्फिंगोमाइलाइन के क्षरण में वृद्धि से स्फिंगनिन और स्फिंगोसिन (स्फिंगोइड बेस) का संचय होता है। उच्च सांद्रता में ये पदार्थ कोशिका झिल्ली के समुचित कार्य को बाधित करते हैं।

स्फिंगोसीन का यह संचय, फ्यूमोनिसिन से दूषित अनाज के उपभोग के कारण विषाक्तता के मामलों में हो सकता है, भंडारण के दौरान जीनस फुसैरियम के कवक द्वारा उत्पादित मायकोटॉक्सिन के प्रकार।

Fumonisin एंजाइम सेरामाइड सिंथेटेज़ को रोकता है, जिसका अर्थ है कि सेरामाइड (N-acyl sphingosine) नहीं बन सकता है।

बदले में, यह स्फिंगोमीलिन के संश्लेषण की भी अनुमति नहीं देता है, इसलिए स्फिंगनिन के साथ-साथ स्फिंगोसिन बहुत अधिक केंद्रित होते हैं, प्रतिकूल प्रभाव पैदा करते हैं।

स्फिंगोसिन व्युत्पन्न (स्फिंगोसिन 1-फॉस्फेट)

दो एंजाइमों (स्फिंगोसिन किनेज 1 और स्फिंगोसिन किनेज 2) द्वारा स्फिंगोसिन के फॉस्फोराइलेशन से, इसके व्युत्पन्न को स्फिंगोसिन 1-फॉस्फेट कहा जाता है।

स्फिंगोसिन 1-फॉस्फेट का इसके अग्रदूत पर विपरीत प्रभाव पड़ता है। यह कोशिका वृद्धि (माइटोजेनिक) को उत्तेजित करता है, यहां तक ​​कि कैंसर के खिलाफ चिकित्सीय दवाओं में इस्तेमाल होने वाली कुछ दवाओं की एपोप्टोटिक क्रिया को रोकता है, अर्थात इसकी क्रिया एंटीपैप्टोटिक है।

यह पदार्थ विभिन्न घातक प्रक्रियाओं और ट्यूमर के ऊतकों में उच्च सांद्रता में पाया गया है। इसके अलावा, इस लिपिड पदार्थ के रिसेप्टर्स की अतिरंजित अभिव्यक्ति है।

दूसरी ओर, स्फिंगोसिन 1-फॉस्फेट, सेरामाइड 1-फॉस्फेट के साथ मिलकर प्रतिरक्षा कोशिकाओं के नियमन का कार्य करता है, जो उक्त कोशिकाओं में मौजूद विशिष्ट रिसेप्टर्स के लिए बाध्य है।

लिम्फोसाइट्स विशेष रूप से इस प्रकार के रिसेप्टर्स को पेश करते हैं, जो स्पिंगोसिन 1-फॉस्फेट की उपस्थिति से आकर्षित होते हैं। इस तरह से कि लिम्फोसाइट्स लिम्फ नोड्स को छोड़ देते हैं, वे लिम्फ को पास करते हैं और बाद में परिसंचरण को।

फिर वे उस स्थान पर केंद्रित होते हैं जहां स्फिंगोलिपिड को संश्लेषित किया जा रहा है और इस तरह वे भड़काऊ प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

एक बार लिम्फोसाइट पदार्थ को उसके रिसेप्टर के माध्यम से बांधता है और एक सेलुलर प्रतिक्रिया को प्रेरित करता है, वे रिसेप्टर्स को आंतरिक करते हैं, या तो उन्हें रीसायकल करते हैं या उन्हें नष्ट करने के लिए।

इस क्रिया को शोधकर्ताओं ने देखा, जिन्होंने विशिष्ट रिसेप्टर्स पर कब्जा करने के लिए स्फिंगोसिन 1-फॉस्फेट जैसे पदार्थों को विकसित किया है, ताकि सेलुलर सक्रियण पैदा किए बिना और इस प्रकार प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को कम करने के बिना रिसेप्टर के आंतरिककरण और विनाश को प्रोत्साहित किया जा सके।

इस प्रकार का पदार्थ विशेष रूप से कई स्केलेरोसिस जैसे ऑटोइम्यून रोगों में एक प्रतिरक्षाविज्ञानी चिकित्सा के रूप में उपयोगी है।

स्फिंगोसिन की कमी से होने वाले रोग

फार्बर के लिपोग्रानुलोमैटोसिस या फार्बर की बीमारी

यह एक दुर्लभ ऑटोसोमल रिसेसिव वंशानुगत बीमारी है, बहुत दुर्लभ है, दुनिया भर में केवल 80 मामलों की सूचना दी गई है।

रोग का कारण ASAH1 जीन में एक उत्परिवर्तन है जो लाइसोसोमल एंजाइम एसिड सेरिमिडेस के लिए कोड है। इस एंजाइम में सेरामाइड को हाइड्रोलाइज़ करने और इसे स्फिंगोसिन और फैटी एसिड में बदलने का कार्य होता है।

एंजाइम की कमी से सेरामाइड का संचय होता है, एक कमी जो जीवन के पहले महीनों (3 - 6 महीने) में ही प्रकट होती है। रोग हल्के, मध्यम और गंभीर मामलों के देखे जाने के साथ सभी प्रभावित व्यक्तियों में उसी तरह प्रकट नहीं होता है।

हल्के मामलों में जीवन प्रत्याशा अधिक होती है, और किशोरावस्था और यहां तक ​​कि वयस्कता तक पहुंच सकती है, लेकिन गंभीर रूप हमेशा जीवन की शुरुआत में घातक होता है।

रोग के सबसे लगातार नैदानिक ​​अभिव्यक्तियों में से हैं: स्वरयंत्र में शामिल होने के कारण गंभीर स्वर बैठना जो मुखर डोरियों, जिल्द की सूजन, कंकाल की विकृति, दर्द, सूजन, पक्षाघात, न्यूरोलॉजिकल बिगड़ने या मानसिक मंदता के कारण एफोनिया को जन्म दे सकता है।

गंभीर मामलों में, यह बहुत ही कम जीवन प्रत्याशा के साथ, रेटिकुलोन्डोथेलियल सिस्टम जैसे फेफड़े और रेटिकुलोएन्डोथेलियल सिस्टम के फेफड़े और अंगों में हाइड्रोप्लस भ्रूण, हेपेटोसप्लेनोमेगाली, सुस्ती और ग्रैनुलोमेटस घुसपैठ के साथ पेश कर सकता है।

लंबे जीवन प्रत्याशा वाले मामलों के लिए कोई विशिष्ट उपचार नहीं है, केवल लक्षणों का इलाज किया जाता है।

संदर्भ

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