Нервоновая кислота NAпредставляет собой длинноцепную-мононенасыщенную жирную кислоту. Он относится к категории жирных кислот с очень длинной-цепочкой. Как структурно специализированный член семейства жирных кислот, синтез нервонной кислоты зависит от других предшественников жирных кислот и играет незаменимую роль в структуре миелиновой оболочки центральной нервной системы. Какова связь между нервной кислотой и жирными кислотами?
Какова связь между нервной кислотой и жирными кислотами??
Позиционирование нервной кислоты в жирной кислоте
Жирные кислоты представляют собой органические соединения, состоящие из углеводородных цепей и концевых карбоксильных групп. В зависимости от длины углеродной цепи жирные кислоты можно разделить на жирные кислоты с короткой-цепью (C2-C6), жирные кислоты со средней-цепью (C8-C14), жирные кислоты с длинной-цепью (C16–C18) и жирные кислоты с очень длинной цепью (C20 и выше). Нервоновая кислота имеет 24 атома углерода, что делает ее типичной жирной кислотой с очень длинной цепью.
По ненасыщенности жирные кислоты подразделяются на насыщенные жирные кислоты (без двойных связей), мононенасыщенные жирные кислоты (содержащие одну двойную связь) и полиненасыщенные жирные кислоты (содержащие две или более двойных связей). Нервоновая кислота содержит двойную связь между 15-м и 16-м атомами углерода в своей углеродной цепи. Поэтому ее классифицируют как мононенасыщенную жирную кислоту.
По положению двойной связи мононенасыщенные жирные кислоты подразделяются далее на ряд ω-9 (двойная связь расположена между 9-м и 10-м атомами углерода, считая от метильного конца) и ряд ω-7 и т. д. Положение двойной связи нервоновой кислоты — Δ15, то есть между 9-м и 10-м атомами углерода, считая от метильного конца; следовательно, он принадлежит к категории мононенасыщенных жирных кислот ω-9. Другие члены этого семейства включают олеиновую кислоту и эруковую кислоту.
Приведенные выше классификационные отношения можно резюмировать следующим образом: нервоновая кислота → длинноцепочечные жирные кислоты → мононенасыщенные жирные кислоты → ω-9 жирные кислоты.
Биосинтетический путь нервной кислоты
Синтез нервоновой кислоты в организмах не происходит самостоятельно, а зависит от реакций удлинения углеродной цепи и реакций десатурации длинноцепочечных жирных кислот. Синтетический путь состоит из двух стадий.
Этап 1: Превращение олеиновой кислоты в эруковую кислоту
Олеиновая кислота (18:1Δ9) представляет собой члена с самой короткой-цепью семейства жирных кислот ω-9 и служит отправной точкой для синтеза нервоновой кислоты. Олеиновая кислота, катализируемая мембраносвязанным элонгазным комплексом жирных кислот эндоплазматического ретикулума, подвергается двум последовательным реакциям удлинения углеродной цепи:
Олеиновая кислота (18:1Δ9) удлиняется под действием элонгазы с образованием эйкозеновой кислоты (20:1Δ11).
Эйкозеновая кислота далее удлиняется с образованием эруковой кислоты (22:1Δ13).
Стадия 2: Элонгация эруковой кислоты до нервоновой кислоты
Эруковая кислота (22:1Δ13) катализируется элонгазным комплексом жирных кислот, который добавляет два атома углерода на карбоксильном конце с образованием нервоновой кислоты (24:1Δ15). Для этой реакции элонгации требуется малонил-КоА в качестве двух-углеродного донора, а для снижения мощности используется восстановленный кофермент II (НАДФН).
Вышеуказанный метаболический путь указывает на то, что биосинтез нервоновой кислоты напрямую зависит от вышестоящих жирных кислот, таких как олеиновая кислота, эйкозеновая кислота и эруковая кислота. Если запас олеиновой кислоты в организме недостаточен или активность ферментов элонгации жирных кислот угнетена, поток синтеза нервной кислоты значительно снижается.
Кроме того, у некоторых организмов (например, некоторых растений и микроорганизмов) есть альтернативные пути синтеза, а именно выработка нервоновой кислоты путем удлинения эруковой кислоты; однако этот путь имеет низкую активность в тканях млекопитающих.
Функция нервной кислоты в жирных кислотах
Нервоновая кислота не присутствует повсеместно во всех метаболических пулах жирных кислот, а скорее демонстрирует высокоспециализированное распределение в тканях и функциональную ориентацию. У млекопитающих нервная кислота в основном концентрируется в области белого вещества центральной нервной системы, особенно в молекулах сфингомиелина миелиновой оболочки.
Сфингомиелин состоит из сфингозинового остова, фосфохолиновой головки и жирнокислотного хвоста. Нервоновая кислота является одним из ключевых компонентов, составляющих жирнокислотный хвост сфингомиелина. Его сверх-длинная углеродная цепь (24 атома углерода) наделяет молекулы сфингомиелина следующими свойствами:
● Увеличение толщины липидного бислоя благотворно влияет на изолирующую функцию миелиновой оболочки.
● Повышение стабильности структур липидных рафтов облегчает закрепление белков, связанных с передачей нервных сигналов.
● Регулирование жесткости мембраны при изгибе для адаптации к геометрии аксона.
С точки зрения метаболической сети нервная кислота имеет как конкурентные, так и синергические отношения с другими жирными кислотами. Например, во время синтеза миелина C24:1 (нервоновая кислота) и C24:0 (лигниновая кислота, насыщенная сверх-длинно-жирная кислота) совместно участвуют в построении сфингомиелина, и их соотношение влияет на текучесть миелиновой оболочки. Кроме того, нервоновая кислота и докозагексаеновая кислота (ДГК, 22:6ω-3) имеют различное распределение в мембранах нейронов: нервоновая кислота преимущественно локализована в миелиновой оболочке, тогда как ДГК преимущественно локализована в синаптической мембране и внеклеточном сегменте палочек.
Нервоновая кислота и другие жирные кислоты при заболеваниях
Некоторые наследственные нарушения метаболизма жирных кислот выявили клинически значимые количественные отношения между нервной кислотой и другими жирными кислотами. Например, при адренолейкодистрофии (АЛД) у пациентов наблюдается аномальное накопление насыщенных длинноцепочечных жирных кислот (особенно C24:0 и C26:0), в то время как уровни нервных кислот относительно снижены. В клинической диагностике соотношение C24:0/C24:1 в плазме и соотношение C26:0/C22:0 являются стандартизированными биомаркерами АЛД.
В ткани мозга пациентов с рассеянным склерозом уровни нервных кислот на 30%-50% ниже, чем у здоровых людей, в то время как уровни других длинноцепочечных мононенасыщенных жирных кислот (таких как олеиновая кислота) не претерпевают существенных изменений. Это указывает на то, что нервоновая кислота обладает высокой специфичностью к патологическому процессу демиелинизации.
С точки зрения дополнительной терапии, прием экзогенной нервоновой кислоты может конкурентно ингибировать ферменты элонгации жирных кислот, тем самым снижая синтез эндогенных насыщенных длинноцепочечных жирных кислот. Этот механизм был подтвержден на некоторых животных моделях нейродегенеративных заболеваний, но точная взаимосвязь доза-реакция у людей все еще требует дальнейших клинических исследований для подтверждения.
Как выбрать высокое-качествоНервоновая кислота?
Основываясь на вышеупомянутой взаимосвязи между нервоновой кислотой и жирными кислотами, клиенты B2B должны обращать внимание на следующие технические параметры при выборе сырья нервоновой кислоты:
• Определение чистоты:
Подтвердите, относится ли значение чистоты, предоставленное поставщиком, к процентному содержанию метиловых эфиров нервоновой кислоты в общем количестве метиловых эфиров жирных кислот (чистота FAME) или к процентному содержанию свободной нервоновой кислоты в общем липидном экстракте. Разница между этими двумя значениями может составлять 10–20%.
• Профиль связанных жирных кислот:
Попросите поставщика предоставить полный количественный список жирных кислот, кроме нервоновой кислоты, уделив особое внимание содержанию C22:1 (эруциновая кислота), C24:0 (лигноцериновая кислота) и C18:2 (линолевая кислота).
• Окислительная стабильность:
Попросите поставщика предоставить три показателя-перекисное число, кислотное число и п-анизидиновое число-, а не только один из них.
• Растворимость и совместимость рецептур:
Нервоновая кислота, как мононенасыщенная жирная кислота с очень-длинной-цепочкой, представляет собой твердое воскообразное вещество при комнатной температуре с температурой плавления примерно 42–43 градуса. Эта характеристика влияет на его дисперсионные характеристики в составах на основе масла-или воды-. Клиенты должны запросить у поставщика соответствующие характеристики размера частиц в зависимости от предполагаемой лекарственной формы (мягкие капсулы, порошок микрокапсул, эмульсии и т. д.).
Заключение:
Взаимосвязь между нервной кислотой и жирными кислотами можно обобщить на трех уровнях. На таксономическом уровне нервоновая кислота является типичным членом семейства сверх-длинно-мононенасыщенных ω-9 жирных кислот. На метаболическом уровне биосинтез нервоновой кислоты зависит от удлинения углеродной цепи расположенных выше жирных кислот, таких как олеиновая кислота и эруковая кислота, а ее уровень in vivo совместно регулируется ферментными системами удлинения жирных кислот и ферментными системами десатурации. На функциональном уровне нервоновая кислота вместе с другими ультрадлинноцепочечными жирными кислотами (особенно насыщенными С24:0) синергически составляет гидрофобное ядро миелин-сфингомиелина, а изменения ее содержания количественно коррелируют с различными демиелинизирующими заболеваниями.
Основываясь на вышеизложенных биохимических принципах, компания Guanjie Biotechnology создала комплексную технологическую систему для экстракции, очистки, контроля качества и приготовления жирных кислот нервной кислоты. Компания специализируется на исследованиях и разработках инновационных продуктов в виде порошка нервной кислоты, осуществляет полный-контроль качества процесса от сырья до готовой продукции и поставляет продукцию конечным клиентам в более чем 100 странах мира.
Для получения технических спецификаций, образцов или индивидуальных услуг по производству сырья нервоновой кислоты обращайтесь: info@gybiotech.com.
Ссылки
[1] Сарджент, Дж.Р., Точер, Д.Р., и Белл, Дж.Г. (2002).Липиды. В: Халвер Дж. Э., Харди Р. В. (ред.), Fish Nutrition (3-е изд.). Академическая пресса.
[2] Гийу, Х., Задравец, Д., Мартин, PGP, и Якобссон, А. (2010).Ключевая роль элонгаз и десатураз в метаболизме жирных кислот млекопитающих.. Прогресс в исследованиях липидов, 49 (2), 186–199.
[3] Леонард А.Е., Перейра С.Л., Спречер Х. и Хуанг Ю.С. (2004).Удлинение длинноцепочечных-жирных кислот. Прогресс в исследованиях липидов, 43 (1), 36–54.
[4] Сандхофф Р. и Брюггер Б. (2015).Метаболизм и функции сфинголипидов в нервной системе.. Письма ФЕБС, 589 (22), 3779–3791.
[5] О'Брайен, Дж. С., и Сэмпсон, Э. Л. (1965).Жирнокислотный и жирно-альдегидный состав основных липидов головного мозга в сером, белом веществе и миелине нормального человека.. Журнал исследований липидов, 6 (4), 537–544.
[6] Кемп С., Бергер Дж. и Обур П. (2012).Х-сцепленная адренолейкодистрофия: клинические, метаболические, генетические и патофизиологические аспекты. Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная основа болезней, 1822 (9), 1465–1474.
[7] Мартинес, М. (1992).Аномальные профили жирных кислот с очень длинной цепью при демиелинизирующих заболеваниях. Неврология, 42 (4), 801–806.
[8] Джамп, Д.Б. (2002).Биохимия n-3 полиненасыщенных жирных кислот.. Журнал биологической химии, 277 (11), 8755–8758.
