Войти
Керамид. R представляет собой алкильную часть жирной кислоты. 
Общие структуры сфинголипидов церамидов представляют собой семейство восковидных молекул липидов. Церамид состоит из сфингозина и жирной кислоты. Церамиды обнаруживаются в высоких концентрациях в клеточной мембране эукариотических клеток, поскольку они являются составными липидами, составляющими сфингомиелин, один из основных липидов в липидный бислой. Вопреки предыдущим предположениям, что церамиды и другие сфинголипиды, обнаруженные в клеточной мембране, являются чисто поддерживающими структурными элементами, церамид может участвовать во множестве клеточных передачи сигналов : примеры включают регуляцию дифференцировки, пролиферация и запрограммированная гибель клеток (PCD) клеток.
Слово керамид происходит от латинского cera (воск ) и амид. Керамид является компонентом vernix caseosa, восковидного или сыроподобного белого вещества, обнаруженного на коже новорожденных детей.
Существует три основных пути образования церамидов. Во-первых, путь сфингомиелиназы использует фермент для расщепления сфингомиелина в клеточной мембране и высвобождения церамида. Во-вторых, путь de novo создает церамид из менее сложных молекул. В-третьих, в пути «спасения» сфинголипиды, которые расщепляются на сфингозин, повторно используются посредством реацилирования с образованием церамида.
Гидролиз сфингомиелина катализируется ферментом сфингомиелиназой. Поскольку сфингомиелин является одним из четырех распространенных фосфолипидов, обнаруженных в плазматической мембране клеток, последствия этого метода генерации церамида заключаются в том, что клеточная мембрана является мишенью внеклеточных сигналов, ведущих к запрограммированная гибель клеток. Было проведено исследование, предполагающее, что, когда ионизирующее излучение вызывает апоптоз в некоторых клетках, это излучение приводит к активации сфингомиелиназы в клеточной мембране и, в конечном итоге, к образованию церамидов.
Синтез церамида de novo начинается с конденсации пальмитата и серина с образованием 3-кето-дигидросфингозина. Эта реакция катализируется ферментом серинпальмитоилтрансферазой и является лимитирующей стадией пути. В свою очередь, 3-кето-дигидросфингозин восстанавливается до дигидросфингозина, за которым затем следует ацилирование ферментной (дигидро) церамидсинтазой с получением. Конечная реакция получения церамида катализируется дигидроцерамид-десатуразой. Синтез церамида de novo происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Затем церамид транспортируется в аппарат Гольджи либо с помощью везикулярного транспорта, либо с помощью белка-переносчика церамидов CERT. Попав в аппарат Гольджи, церамид может далее метаболизироваться до других сфинголипидов, таких как сфингомиелин и сложных гликосфинголипидов.
Конститутивная деградация сфинголипидов и гликосфинголипидов происходит в кислых субклеточных компартментах, поздних эндосомах и лизосомах, с конечной целью производства сфингозина. В случае гликосфинголипидов экзогидролазы, действующие при оптимальных кислых значениях pH, вызывают ступенчатое высвобождение моносахаридных единиц с конца олигосахаридных цепей, оставляя только сфингозиновую часть молекулы, которая затем может способствовать образованию церамидов. Церамид может быть дополнительно гидролизован кислой церамидазой с образованием сфингозина и свободной жирной кислоты, которые, в отличие от церамида, способны покидать лизосому. Высвобождаемые из лизосомы длинноцепочечные сфингоидные основания могут затем повторно входить в пути синтеза церамида и / или сфингозин-1-фосфата. Путь спасения повторно использует длинноцепочечные сфингоидные основания для образования церамида под действием церамидсинтазы. Таким образом, члены семейства церамидсинтаз, вероятно, улавливают свободный сфингозин, высвобождаемый из лизосомы, на поверхности эндоплазматического ретикулума или в мембранах, связанных с эндоплазматическим ретикулумом. По оценкам, спасательный путь вносит от 50% до 90% биосинтеза сфинголипидов.
Как биоактивный липид, церамид участвует в различных физиологических функциях, включая апоптоз, остановка роста клеток, дифференцировка, клеточное старение, миграция и адгезия клеток. Роль церамида и его последующих метаболитов также была предложена в ряде патологических состояний, включая рак, нейродегенерацию, диабет, микробный патогенез, ожирение и воспаление.
Церамиды вызывают в скелетных мышцах инсулинорезистентность, когда синтезируются в результате активации насыщенных жиров рецепторов TLR4. Ненасыщенные жиры не имеют такого эффекта. Церамиды вызывают инсулинорезистентность во многих тканях путем ингибирования передачи сигналов Akt / PKB. Агрегация холестерина ЛПНП церамидом вызывает удержание ЛПНП в стенках артерий, что приводит к атеросклерозу. Керамиды вызывают эндотелиальную дисфункцию, активируя протеинфосфатазу 2 (PP2A). В митохондриях церамид подавляет цепь переноса электронов и индуцирует продукцию активных форм кислорода.
Одна из наиболее изученных ролей церамида связана с его проапоптотической функцией. молекула. Апоптоз, или запрограммированная гибель клеток типа I , необходим для поддержания нормального клеточного гомеостаза и является важным физиологическим ответом на многие формы клеточного стресса. Накопление церамидов было обнаружено после обработки клеток рядом апоптотических агентов, включая ионизирующее излучение, УФ свет, TNF-альфа и химиотерапевтические агенты. Это предполагает роль церамида в биологических реакциях всех этих агентов. Из-за того, что церамид вызывает апоптоз в раковых клетках, его называют «липидом-супрессором опухоли». В нескольких исследованиях была предпринята попытка определить конкретную роль церамида в событиях клеточной гибели, и некоторые данные свидетельствуют о том, что церамид функционирует выше митохондрий в индукции апоптоза. Однако из-за противоречивого и изменчивого характера исследований роли церамида в апоптозе механизм, с помощью которого этот липид регулирует апоптоз, остается неуловимым.
Церамид является основным компонентом роговой слой слоя эпидермиса кожи человека. Вместе с холестерином и насыщенными жирными кислотами церамид создает водонепроницаемый защитный орган, предотвращающий чрезмерную потерю воды из-за испарения, а также барьер против проникновения микроорганизмов. При гиперпластическом расстройстве псориазе барьер водопроницаемости нарушен. Керамид VI является наиболее распространенным керамидом кожи, наряду с церамидом II, и был использован для моделирования организации липидной сети рогового слоя.
роговой слой состоит из 50 % церамидов, 25% холестерина и 15% свободных жирных кислот. Ключевыми компонентами внеклеточных липидных пластинок рогового слоя являются керамиды со сверхдлинной цепью (C28-C36). С старением наблюдается снижение содержания церамидов и холестерина в роговом слое человека. Клиническое испытание с использованием экстракта пшеницы, богатого церамидами, показало повышенную гидратацию кожи у тех, кто принимал экстракт, а не плацебо.
Ингибирование синтеза церамидов с помощью мириоцина при ожирении мыши могут приводить как к улучшенной передаче сигналов лептина, так и к снижению резистентности к инсулину за счет снижения экспрессии SOCS-3. Повышенный уровень церамида может вызвать инсулинорезистентность, подавляя способность инсулина активировать путь передачи сигнала инсулина и / или посредством активации JNK.
В настоящее время неясно, каким образом церамид действует как сигнальная молекула.
Одна из гипотез состоит в том, что церамид, образующийся в плазматической мембране, усиливает и стабилизирует меньшие липидные платформы, известные как липидные рафты, позволяя им служить платформами для сигнальных молекул. Более того, поскольку рафты на одном листке мембраны могут вызывать локальные изменения в другом листке бислоя, они потенциально могут служить связующим звеном между сигналами извне клетки и сигналами, которые будут генерироваться внутри клетки.
Также было показано, что церамид формирует организованные большие каналы, пересекающие внешнюю мембрану митохондрий. Это приводит к выходу белков из межмембранного пространства.
Церамиды могут быть использованы в качестве ингредиентов некоторых местных кожных препаратов, используемых в дополнение к лечению кожных заболеваний, таких как экзема. Они также используются в косметических продуктах, таких как мыло, шампуни, кремы для кожи и солнцезащитные кремы. Кроме того, церамиды исследуются как потенциальное терапевтическое средство при раке.
Церамид редко встречается в бактериях. Однако бактерии семейства Sphingomonadaceae содержат его.
