Category:LBS/Biosynthesis: Difference between revisions

Dihydroceramide (DHCer) is formed by acylation of sphinganine (d18:0) by ceramide synthases. Each DHCer of different length is then desaturated by respective desaturase to ceramide (Cer). DHCer and Cer have many possible fates such as (DH)Cer phosphate, (DH)sphingomyelin, glycosyl (DH)Cer, or hydrolysis to the free sphingoid base. Synthesis of Cer proceeds at the lumen of the endoplasmic reticulum (ER), but the later processing may occur at different locations.

ジヒドロセラミド (DHCer) はスフィガニン (d18:0) がセラミド合成酵素によりアシル化されて生じる。各 DHCer は不飽和化酵素によりセラミド (Cer) となる。DHCer と Cer には多くの用途がある。リン酸化(DH)Cer、(DH)スフィンゴミエリン、グリコシル(DH)Cerまたは遊離スフィンゴイド塩基への加水分解などである。セラミド合成までは小胞体膜上でおこなわれるが、その後のプロセスは各所に別れる。

Ceramides are degraded by reversible hydrolysis between the long chain base (LCB) and fatty acyl (FA). Much work has been done in mammals and yeast, and ceramidases are classified by their pH optima as acidic, neutral, or alkaline ceramidase. In mammals, sphingosine (d18:1Δ4E) is produced only by the hydrolysis (no de novo synthesis), therefore the cell signalling by d18:1Δ4E-1P (S1P) is modulated by the degradation. Most sphingosine come from sphingomyelin.

セラミドは可逆的な加水分解によって長鎖塩基 (LCB) と脂肪酸 (FA) に分けられる。研究の多くは動物や酵母を用いておこなわれており、セラミド分解酵素は活性の高いpHによって、酸性、中性、アルカリセラミダーゼに分けられる。動物では スフィンゴシン (d18:1Δ4E) が分解経路のみによって生じるため（直接に合成されない）、d18:1Δ4E-1P (S1P) による細胞シグナリングがセラミド分解に依存することになる。

Higher plants contain glucosylceramide (GlcCer), its derivatives, and glycosyl phosphoinositolceramides (GIPC). Sphingolipid comprises more than 40% of the total lipid of the cytoplasmic membrane and is also major in tonoplast. GlcCer and GIPC form membrane rafts and micro-domains. The major component of rafts in animal cells is sphingomyelin (SM). Plant does not synthesize SM, however, and GIPC is considered to replace it. GlcCer and GIPC show different compositions of their long chain bases and fatty acids. Different ceramides are probably selected at the time of glycosyltransfer. Many responsible genes for sphingolipid biosynthesis are identified in the last decade.

高等植物にはグルコシルセラミド(GlcCer)由来の系列とグリコシルイノシトールホスホセラミド(GIPC)が存在する。スフィンゴ脂質は植物細胞膜の脂質の40%以上を占め、液胞膜にも多い。GlcCerやGIPCは細胞膜のラフト或いはマイクロドメインに多く存在する。動物細胞のラフトにはスフィンゴミエリン(SM)が多いが、植物はSMを含まず、GIPCがSMを代替すると考えられる。GlcCerとGIPCのセラミド部分を構成する長鎖塩基や脂肪酸は組成が異なることから、糖が結合する際に異なるセラミドが選択されると考えられる。スフィンゴ脂質の生合成に関わる酵素遺伝子の多くはこの10年間に同定された。

Fungi synthesize derivative series of GlcCer and GalCer, and GIPC. GIPC includes inositol phosphoceramide (IPC), mannosyl-inositol phosphoceramide (MIPC), and mannosyl-diinositol phosphoceramide (M(IP)₂C). As in higher plants, fungi do not synthesize sphingomyelin. The lipid membrane rafts contain ergosterols and glycosphingolipids. Long chain bases of GlcCer are often methylated at their C-9 position. Long chain bases of GIPC are phytosphingosines. GIPC also occur as membrane anchors (GPI anchors) of proteins in yeast^[1], mammalian cells^[2], and plants ^[3].

菌類には、グルコシルセラミド(GlcCer)とガラクトシルセラミド(GalCer)の派生物に加え、グリコシルイノシトールホスホセラミド(GIPC)もある。GIPCにはイノシトールホスホセラミド(IPC)にマンノースが結合したマンノシルイノシトールホスホセラミド(MIPC)、マンノシルジイノシトールホスホセラミド[M(IP)2C)]が含まれる。植物と同様、菌類もスフィンゴミエリンは持たない。細胞膜のラフトにはエルゴステロールとスフィンゴ糖脂質が多く含まれる。GlcCer系列のセラミドは、長鎖塩基のC-9位がメチル化される特徴をもつ。GIPCの長鎖塩基にはフィトスフィンゴシンが使われる。GIPCは酵母、動物細胞、植物においてタンパク質の膜アンカー (GPIアンカー) としても存在する。

Yeast (S. cerevisiae) is an exceptional fungus in that it does not contain cerebroside and phytosphinganine (t18:0) is predominant. It contains, however, GIPC and GPI-anchor proteins.

パン酵母は菌類の中でも例外的である。セレブロシドを持たず、フィトスフィンガニンが主要なLCBとなる。ただしGIPCやGPIアンカータンパク質は持っている。