[생화학] 9.4 : 막지질(membrane lipid)과 신호지질(signaling lipid) - 2

 

 

 

이번 포스트에서는 스핑고지질(sphingolipid)에 대해 알아보자.

 

 

 

sphingolipid의 경우 backbone이 sphingosine임.

 

 

 

 

위 그림에 sphingolipid의 구조가 나타나 있음. 보면 이 경우 흥미롭게도 sphingosine 자체가 하나의 fatty acid 역할을 하고 있음. 그러다 보니 이 분자에는 추가적으로 하나의 fatty acid만 더 첨가될 수 있음. 이 때 첨가되는 하나의 fatty acid도 sphingosine의 N과 연결되는데, 그렇기에 이 linkage를 amide linkage라 함. (참고로 sphingosine 내부에 있는 alcohol과 amino group이 인접해 있는 moiety를 amino alcohol이라 부를 수 있음)

 

 

 

한편 sphingosine의 한쪽 끝에는 X, 즉 다양한 head group이 붙을 수 있는데, 위 그림 아래와 같음. 이 경우에도 일단 X가 H인 Ceramide가 기본단위이며, X로 phosphocholine이 붙어있는 sphingomyelin, X로 glucose가 붙어있는 neutral glycolipids(glucosylcerabroside), X로 di, tri, tetrasaccharide가 붙어 형성되는 lactosylceramide(globoside), X로 branched된 형태의 complex oligosaccharide가 붙어있는 ganglioside GM2 등이 존재할 수 있음. 이 때 위 그림 아래 표의 아래쪽 3개는 sphingosine에 sugar가 달려있는 형태이므로 이 경우 glycolipid의 일종으로 볼 수 있음.

 

 

 

 

 

위 그림은 sphingomyelin의 구조를 나타내주고 있음. 보면 이 경우 phosphatidylcholine과 상당히 비슷한 구조를 가졌다는 것을 알 수 있음.

 

 

sphingomyelin은 nerve cell에서 axon이 뻗어나갈 때 axon 주위를 감싸주는 myelin sheath에서 많이 발견되는 lipid로, 절연체의 역할을 주로 수행해줌.

 

 

실제로 위 그림은 phosphatidylcholine과 sphingomyelin의 구조를 같이 나타내주고 있는데, 이들 둘이 구조적으로 매우 유사한, analog 관계임을 알 수 있음.

 

 

 

 

그 다음으로 sphingolipid 중에서도 sugar group이 붙어있는 glycosphingolipid는 blood group(혈액형)과 연관되어 있음.

 

 

 

 

 

위 그림에 나타난 ABO식 혈액형은 모두 RBC membrane에 있는 sphingolipid의 당 잔기 종류에 따라서 나누어지게 됨. 보면 이 경우 ceramide backbone에 붙는 당 잔기가 달라지면서 혈액형이 달라지게 됨. 이 때 glycosyltransferase 중 N-acetylgalactosamine group을 추가적으로 첨가시킬 수 있는 종류를 가진 사람은 A형이 되고, glycosyltransferase 중 galactose group을 추가적으로 첨가시킬 수 있는 종류를 가진 사람은 B형이 되며, active한 glycosyltransferase를 가지지 않은 사람은 O형이 됨.

 

 

 

 

한편 다양한 종류의 phospholipase에 의해 위와 같이 structural & signaling lipid들이 degrade될 수 있음. 특히 이런 lipid들은 대부분 lysosome 내부에서 분해되게 됨.

 

 

보면 ester bond를 자르는 녀석부터 phosphodiester 부분을 자르는 녀석까지 다양한 종류가 있음. 이 중 phospholipase C에 의해 잘리게 되면 PIP3가 생성되며, phospholipase D에 의해 잘리게 되면 PIP2가 생김. 이들 둘은 signaling molecule로 기능할 수 있음.

 

한편 lipase에 의해 잘리고 남은 부분을 lysophosphatidic acid라 부르게 됨.

 

 

 

 

이 때 lysosome과 관련된 enzyme cleavage 과정에 문제가 생기게 되면 lysosomal storage disorder들이 생기게 됨. 이 질병군에는 거의 50개 정도의 질병이 포함되어 있음.

 

 

 

위 그림에는 실제로 ganglioside의 recycling과 관련된 각종 효소 중 일부가 고장났을 때 발생할 수 있는 질병군들이 나타나 있으므로 참고할 것.

 

 

 

 

다음 포스트에서는 스테롤(sterol)에 대해 알아보자.