✖


Jump to content

Плазмалоген

Пример плазмалогена этаноламина с характерной винилэфирной связью в положении sn-1 и сложноэфирной связью в положении sn-2

Глицерофосфолипиды , имеющие биохимическое значение, делятся на три подкласса на основе замены, присутствующей в положении sn-1 основной цепи глицерина : ацил , алкил и алкенил . [1] Из них алкильная и алкенильная группа в каждом случае образуют эфирную связь, что образует два типа эфирных фосфолипидов : плазманил (алкильная группа в sn-1) и плазменил (алкенильная группа с винилэфирной связью в sn-1). Плазмалогены представляют собой плазменилы с липидом, связанным с эфиром (ацильной группой), в положении sn-2 основной цепи глицерина. [2] [3] химически обозначаемые 1-0(1Z-алкенил)-2-ацилглицерофосфолипиды. [4] Липид, присоединенный к виниловому эфиру по sn-1, может быть C16:0, C18:0 или C18:1 (насыщенный и мононенасыщенный). [4] [2] а липид, присоединенный к ацильной группе в sn-2, может представлять собой C22:6 ω-3 (докозагексаеновая кислота) или C20:4 ω-6 ( арахидоновая кислота ) (оба являются полиненасыщенными кислотами). [5] Плазмалогены классифицируются в соответствии с их головной группой, в основном на плазмалогены ПК (плазменилхолины) и плазмалогены ФЭ (плазменилэталомины). [6] [7] Плазмалогены не следует путать с плазманилами.

Плазмалогены обычно обнаруживаются в клеточных мембранах нервной , иммунной и сердечно -сосудистой систем . [8] [9] [10]

Функции

[ редактировать ]

Плазмалогены обнаружены во многих тканях человека, особенно в нервной, иммунной и сердечно-сосудистой системах. [8] [9] [10] В ткани сердца человека около 30–40% холинглицерофосфолипидов . являются плазмалогенами Еще более поразительным является тот факт, что 32% глицерофосфолипидов в сердце взрослого человека и 20% в головном мозге и до 70% этаноламиновых глицерофосфолипидов миелиновой оболочки являются плазмалогенами. [11]

Хотя функции плазмалогенов еще полностью не выяснены, было продемонстрировано, что они могут защищать клетки млекопитающих от повреждающего действия активных форм кислорода . [8] [9] [10] Кроме того, они считаются сигнальными молекулами и модуляторами мембранной динамики.

История

[ редактировать ]

Плазмалогены были впервые описаны Фельгеном и Войтом в 1924 году на основе исследований срезов тканей. [8] Они обрабатывали эти срезы тканей кислотой или хлоридом ртути в рамках метода окрашивания ядра. Это привело к разрыву связи плазмалоген-виниловый эфир с образованием альдегидов . В свою очередь, последний реагировал с красителем фуксином - сернистой кислотой , используемым в этом методе ядерного окрашивания, и приводил к образованию окрашенных соединений внутри цитоплазмы клеток. Плазмалогены были названы на основании того факта, что эти окрашенные соединения присутствовали в «плазме» или внутри клетки. [8]

Биосинтез

[ редактировать ]
Путь синтеза плазмалогена

Биосинтез плазмалогенов начинается с ассоциации ферментов пероксисомального матрикса GNPAT (глицеронфосфатацилтрансферазы) и AGPS (алкилглицеронфосфатсинтазы).на люминальной стороне пероксисомальной мембраны. [12] Эти два фермента могут взаимодействовать друг с другом для повышения эффективности. Следовательно, фибробласты без активности AGPS имеют пониженный уровень и активность GNPAT. [13] [14]

Первый этап биосинтеза катализируется GNPAT. Этот фермент ацилирует дигидроксиацетонфосфат в положении sn-1. За этим следует замена ацильной группы на алкильную с помощью AGPS. [15] Затем 1-алкил-DHAPдигидроксиацетонфосфат восстанавливается до 1-O-алкил-2-гидрокси-sn-глицерофосфата (GPA) с помощью ацил/алкилдигидроксиацетонфосфатредуктазы, расположенной как в мембранах пероксисомальной, так и в эндоплазматической сети . [16] Все остальные модификации происходят в эндоплазматическом ретикулуме. Там ацильная группа помещается в положение sn-2 с помощью алкил/ацил-ГПА- ацилтрансферазы , а фосфатная группа удаляется с помощью фосфатазы фосфатидной кислоты с образованием 1-O-алкил-2-ацил-sn-глицерина.

При использовании CDP-этаноламина фосфотрансфераза образует 1-O-алкил-2-ацил-sn-GPEtn. После дегидрирования в 1- и 2-положенияхалкильной группы с помощью системы переноса электронов и плазманилэтаноламиндесатуразы окончательно образуется винилэфирная связь плазмалогенов. Белок, соответствующий плазманилэтаноламиндесатуразе, был идентифицирован и называется CarF у бактерий и PEDS1 (TMEM189) у людей (и животных). [17] [18] Плазменилхолин образуется из 1-О-алкил-2-ацил-sn-глицерина под действием холинфосфотрансферазы . Поскольку плазменилхолиндесатураза отсутствует, холиновые плазмалогены могут образовываться только после гидролиза этаноламинных . плазмалогенов до 1-O-(1Z-алкенил)-2-ацил-sn-глицерина, который может модифицироваться холинфосфотрансферазой и CDP-холином [19] [20]

Патология

[ редактировать ]

Нарушения биогенеза пероксисом представляют собой аутосомно-рецессивные заболевания, часто характеризующиеся нарушением биосинтеза плазмалогена. В этих случаях пероксисомальный фермент GNPAT, необходимый для начальных этапов биосинтеза плазмалогена, неправильно локализуется в цитоплазме, где он неактивен. Кроме того, генетические мутации в генах GNPAT или AGPS могут приводить к дефициту плазмалогенов, что приводит к развитию ризомелической точечной хондродисплазии (RCDP) 2 или 3 типа соответственно. [21] В таких случаях обе копии гена GNPAT или AGPS должны быть мутированы, чтобы заболевание проявилось. В отличие от нарушений биогенеза пероксисом, другие аспекты сборки пероксисом у пациентов с RCDP2 и RCDP3 нормальны, как и их способность метаболизировать жирные кислоты с очень длинной цепью. У лиц с тяжелым дефицитом плазмалогена часто наблюдаются аномальное неврологическое развитие, пороки развития скелета, нарушение дыхания и катаракта. [22]

Дефицит уровней плазмалогена способствует развитию синдрома Зеллвегера . [20]

плазмалогена У мышей с нокаутом наблюдаются аналогичные изменения, такие как остановка сперматогенеза , развитие катаракты ЦНС и дефектов миелинизации . [9] [23]

Было показано, что алкильные цепи плазмалогена способствуют или ингибируют гибель клеток от ферроптоза , в зависимости от степени их насыщения. [24] [25]

Во время воспаления

[ редактировать ]

, происходящая из нейтрофилов Во время воспаления миелопероксидаза , продуцирует хлорноватистую кислоту , которая вызывает окислительное хлорирование плазмалогенов в цепи sn-1 путем реакции с виниловой эфирной связью. [26] Несколько исследователей в настоящее время изучают влияние хлорированных липидов на патологию.

[ редактировать ]

Отсутствие хороших методов анализа плазмалогена создало трудности для ученых в оценке того, как плазмалоген может участвовать в заболеваниях человека, кроме RCDP и спектра Зеллвегера, в которых участие несомненно. [20] Имеются некоторые данные о том, что низкий уровень плазмалогенов у человека участвует в патологии бронхолегочной дисплазии , которая является важным осложнением преждевременных родов . [20] А одно исследование показывает, что уровень плазмалогена снижается у курящих людей с ХОБЛ по сравнению с некурящими. Имеются некоторые данные, полученные от людей и животных, о снижении уровня плазмалогенов в мозге при нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона , болезнь Нимана-Пика, тип C , синдром Дауна и рассеянный склероз . Неясно, так ли это. причинно-следственная или корреляционная связь. [20] Исследование на мышах показало, что плазмалогены могут устранять связанные со старением синаптические дефекты. [27]

Эволюция

[ редактировать ]

Помимо млекопитающих, плазмалогены обнаружены также у беспозвоночных и одноклеточных организмов, простейших . Среди бактерий они обнаружены у многих анаэробных видов, включая Clostridia , Megasphaera и Veillonella . Среди аэробных бактерий плазмалогены встречаются у миксобактерий, а их плазманилэтаноламиндесатураза (CarF) необходимый для образования винилэфирной связи и, следовательно, плазмалогена, у людей (и животных) сохраняется как TMEM189. [17] Было показано, что плазмалогены имеют сложную эволюционную историю, основанную на том факте, что пути их биосинтеза различаются у аэробных и анаэробных организмов. [28]

Недавно было продемонстрировано, что эритроциты человека и человекообразных обезьян ( шимпанзе , горилл и орангутанов ) имеют различия в составе плазмалогенов. [10] Было обнаружено, что общий уровень плазмалогена эритроцитов у людей ниже, чем у шимпанзе или горилл , но выше, чем у орангутанов . Данные об экспрессии генов у всех этих видов заставили авторов предположить, что другие клетки и ткани человека и человекообразных обезьян различаются по уровням плазмалогена. Хотя последствия этих потенциальных различий неизвестны, межвидовые различия в тканевых плазмалогенах могут влиять на функции органов и множество биологических процессов.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Ямасита С., Хондзё А., Аруга М., Накагава К., Миядзава Т. (2014). «Получение морского плазмалогена и селективная идентификация молекулярных видов методом ЖХ-МС/МС» . Дж Олео Ски . 63 (5): 423–30. дои : 10.5650/jos.ess13188 . ПМИД   24717546 .
  2. ^ Jump up to: а б Валлнер С., Шмитц Г. (сентябрь 2011 г.). «Плазмалогены - забытые регуляторные и очищающие виды липидов». Химическая физика липидов . 164 (6): 573–89. doi : 10.1016/j.chemphyslip.2011.06.008 . ПМИД   21723266 .
  3. ^ Ху С, Ван М, Хань Х (август 2017 г.). «Липидомика дробовика в обосновании перекисного окисления липидов в окислительно-восстановительной биологии: методы и приложения» . Редокс Биол . 12 : 946–955. дои : 10.1016/j.redox.2017.04.030 . ПМЦ   5423350 . ПМИД   28494428 .
  4. ^ Jump up to: а б Браверман Н.Е., Moser AB (сентябрь 2012 г.). «Функции липидов плазмалогена в здоровье и болезни». Биохим Биофиз Акта . 1822 (9): 1442–52. дои : 10.1016/j.bbadis.2012.05.008 . ПМИД   22627108 .
  5. ^ Фукс Б. (май 2015 г.). «Аналитические методы для (окисленных) плазмалогенов: методологические аспекты и приложения». Свободный радикал Res . 49 (5): 599–617. дои : 10.3109/10715762.2014.999675 . ПМИД   25536419 . S2CID   5443009 .
  6. ^ Маэба Р., Нисимукай М., Сакасегава С., Сугимори Д., Хара Х. (2015). «Плазмалогены плазмы/сыворотки: методы анализа и клиническое значение» . Адв Клин Хим . 70 : 31–94. дои : 10.1016/bs.acc.2015.03.005 . ПМИД   26231485 .
  7. ^ Мессиас, Марсия Кристина Фернандес; Мекатти, Джована Колоцца; Приолли, Дениз Гонсалвес; Де Оливейра Карвалью, Патрисия (2018). «Липиды плазмалогена: функциональный механизм и их участие в раке желудочно-кишечного тракта» . Липиды в здоровье и болезни . 17 (1): 41. дои : 10.1186/s12944-018-0685-9 . ПМЦ   5842581 . ПМИД   29514688 .
  8. ^ Jump up to: а б с д и Наган, Н.; Зеллер, Р.А. (2001). «Плазмалогены: биосинтез и функции». Прогресс в исследованиях липидов . 40 (3): 199–229. дои : 10.1016/S0163-7827(01)00003-0 . ПМИД   11275267 .
  9. ^ Jump up to: а б с д Горгас, К.; Тейглер, А.; Комленович, Д.; Просто, WW (2006). «Мышь с дефицитом эфирных липидов: отслеживание функций плазмалогена». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1763 (12): 1511–26. дои : 10.1016/j.bbamcr.2006.08.038 . ПМИД   17027098 .
  10. ^ Jump up to: а б с д Мозер, АБ; Стейнберг, С.Дж.; Уоткинс, Пенсильвания; Мозер, Х.В.; Рамасвами, К.; Зигмунд, К.Д.; Ли, доктор медицинских наук; Эли, Джей-Джей; Райдер, ОА; Хасиа, JG (2011). «Эритроциты человека и человекообразных обезьян различаются по уровню и составу плазмалогена» . Липиды в здоровье и болезни . 10 :101. дои : 10.1186/1476-511X-10-101 . ПМЦ   3129581 . ПМИД   21679470 .
  11. ^ Фаруки, А.А.; Хоррокс, Луизиана (2001). «Плазмалогены: рабочие липиды мембран нормальных и поврежденных нейронов и глии». Нейробиолог . 7 (3): 232–245. дои : 10.1177/107385840100700308 . ПМИД   11499402 . S2CID   85868497 .
  12. ^ Бритес П., Уотерхэм Х.Р., Вандерс Р.Дж. (март 2004 г.). «Функции и биосинтез плазмалогенов в норме и патологии». Биохим Биофиз Акта . 1636 (2–3): 219–31. дои : 10.1016/j.bbalip.2003.12.010 . ПМИД   15164770 .
  13. ^ Бирманн Дж., Just WW, Вандерс Р.Дж., Ван Ден Бош Х. (апрель 1999 г.). «Алкилдигидроксиацетонфосфатсинтаза и дигидроксиацетонфосфатацилтрансфераза образуют белковый комплекс в пероксисомах» . Eur J Biochem . 261 (2): 492–9. дои : 10.1046/j.1432-1327.1999.00295.x . ПМИД   10215861 .
  14. ^ Хардеман Д., ван ден Бош Х. (ноябрь 1989 г.). «Топография биосинтеза эфирных фосфолипидов». Биохим Биофиз Акта . 1006 (1): 1–8. дои : 10.1016/0005-2760(89)90315-9 . ПМИД   2804060 .
  15. ^ Браун А.Дж., Снайдер Ф. (август 1982 г.). «Алкилдигидроксиацетон-П-синтаза. Солюбилизация, частичная очистка, новый метод анализа и доказательства механизма пинг-понга» . J Биол Хим . 257 (15): 8835–9. дои : 10.1016/S0021-9258(18)34205-4 . ПМИД   7096336 .
  16. ^ Джеймс П.Ф., Лейк А.К., Хаджра А.К., Ларкинс Л.К., Робинсон М., Бьюкенен Ф.Г., Золлер Р.А. (сентябрь 1997 г.). «Мутант животных клеток с дефицитом активности ацил/алкилдигидроксиацетонфосфатредуктазы. Влияние на биосинтез эфир-связанных и диацилглицеролипидов» . J Биол Хим . 272 (38): 23540–6. дои : 10.1074/jbc.272.38.23540 . ПМИД   9295290 .
  17. ^ Jump up to: а б Гальего-Гарсия А., Монера-Жирона А.Х., Пахарес-Мартинес Е., Бастида-Мартинес Е., Перес-Кастаньо Р., Иньеста А.А., Фонтес М., Падманабхан С., Элиас-Арнанс М. (2019). «Реакция бактерий на свет выявляет сиротскую десатуразу, необходимую для синтеза плазмалогена человека» . Наука . 366 (6461): 128–132. Бибкод : 2019Sci...366..128G . дои : 10.1126/science.aay1436 . ПМИД   31604315 . S2CID   203717749 .
  18. ^ Вернер, скорая помощь; Келлер, Массачусетс; Зайлер, С; Лакнер, К; Кох, Дж; Германн, М; Коассин, С; Гольдерер, Г; Вернер-Фельмайер, Г; Зеллер, РА; Хуло, Н; Бергер, Дж; Ватшингер, К. (7 апреля 2020 г.). « Ген TMEM189 кодирует плазманилэтаноламиндесатуразу, которая вводит характерную двойную связь винилового эфира в плазмалогены» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (14): 7792–7798. Бибкод : 2020PNAS..117.7792W . дои : 10.1073/pnas.1917461117 . ПМК   7149458 . ПМИД   32209662 .
  19. ^ Ли Т.С. (ноябрь 1998 г.). «Биосинтез и возможные биологические функции плазмалогенов». Биохим Биофиз Акта . 1394 (2–3): 129–45. дои : 10.1016/s0005-2760(98)00107-6 . ПМИД   9795186 .
  20. ^ Jump up to: а б с д и Браверман, штат Невада; Мозер, AB (сентябрь 2012 г.). «Функции липидов плазмалогена в здоровье и болезни». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярные основы болезней . 1822 (9): 1442–52. дои : 10.1016/j.bbadis.2012.05.008 . ПМИД   22627108 .
  21. ^ Вандерс, Р.; Уотерхэм, Х. (2006). «Пероксисомальные расстройства: дефициты отдельных пероксисомальных ферментов» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1763 (12): 1707–20. дои : 10.1016/j.bbamcr.2006.08.010 . ПМИД   17055078 .
  22. ^ Браверман Н.Е., Стейнберг С.Дж., Фаллата В. и др. (2020). Адам М.П., ​​Ардингер Х.Х., Пагон Р.А. и др. (ред.). «Ризомелическая точечная хондродисплазия типа 1» . GeneReviews® [Интернет] . Университет Вашингтона. ПМИД   20301447 . НБК1270.
  23. ^ Родемер С, Тай ТП, Брюггер Б, Керхер Т, Вернер Х, Нейв К.А., Виланд Ф, Горгас К, Джаст WW (август 2003 г.). «Инактивация биосинтеза эфирных липидов вызывает мужское бесплодие, дефекты развития глаз и гипоплазию зрительного нерва у мышей» . Хум Мол Жене . 12 (15): 1881–95. дои : 10.1093/hmg/ddg191 . ПМИД   12874108 .
  24. ^ Цзоу, Илун; Генри, Уитни С.; Рик, Эмили Л.; Грэм, Эмили Т.; Фаднис, Вайшнави В.; Маретич, Пема; Парадкар, Сатеджа; Бенке, Натали; Дейк, Эми А.; Рейнхардт, Ференц; Итон, Джон К. (сентябрь 2020 г.). «Пластичность эфирных липидов способствует предрасположенности и уклонению от ферроптоза» . Природа . 585 (7826): 603–8. Бибкод : 2020Natur.585..603Z . дои : 10.1038/s41586-020-2732-8 . ПМЦ   8051864 . ПМИД   32939090 .
  25. ^ Синь С., Мюллер С., Пфайффер С., Крафт В.А., Мерл-Фам Дж., Бао Х., Фидерле Р., Джин Х., Хаук С.М., Шмитт-Копплин П., Шик Дж.А. (март 2022 г.). «MS4A15 повышает устойчивость к ферроптозу за счет ремоделирования липидов, ограниченного кальцием» . Гибель клеток отличается . 29 (3): 670–686. дои : 10.1038/s41418-021-00883-z . ПМЦ   8901757 . ПМИД   34663908 . S2CID   239025829 .
  26. ^ Альберт, Кэролайн Дж.; Кроули, Ян Р.; Сюй, Фонг-Фу; Туккани, Арун К.; Форд, Дэвид А. (29 июня 2001 г.). «Реактивные хлорирующие виды, продуцируемые миелопероксидазой, нацелены на винилэфирную связь плазмалогенов. ИДЕНТИФИКАЦИЯ 2-ХЛОРГЕКСАДЕКАНАЛЯ» . Журнал биологической химии . 276 (26): 23733–41. дои : 10.1074/jbc.M101447200 . ПМИД   11301330 .
  27. ^ Гу, Цзиньсинь, Сунь, Ран; Ван, Цзе-Ли; Линь, Инцзюнь; Чжан, Ян; Дэн, Юру; ). у мышей . » , нейровоспаление , и 2022 .; Фу опосредованное микроглией ( «   , дефекты Лей   Плазмалогены устраняют связанные со старением синаптические
  28. ^ Голдфайн, Х. (2010). «Появление, исчезновение и новое появление плазмалогенов в эволюции» . Прогресс в исследованиях липидов . 49 (4): 493–498. дои : 10.1016/j.plipres.2010.07.003 . ПМИД   20637230 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Plasmalogen&oldid=1237808449"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 8cd72cc10182f7968618165099191c29__1722429000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/8c/29/8cd72cc10182f7968618165099191c29.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Plasmalogen - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)