The Sphingosine and Acyl Chains of Ceramide [NS] Show Very Different Structure and Dynamics That Challenge Our Understanding of the Skin Barrier

. 2020 Sep 28 ; 59 (40) : 17383-17387. [epub] 20200807

Jazyk angličtina Země Německo Médium print-electronic

Typ dokumentu časopisecké články, práce podpořená grantem

Perzistentní odkaz   https://www.medvik.cz/link/pmid32515145

The lipid phase of the uppermost human skin layer is thought to comprise highly rigid lipids in an orthorhombic phase state to protect the body against the environment. By synthesizing sphingosine-d28 deuterated N-lignoceroyl-d-erythro-sphingosine (ceramide [NS]), we compare the structure and dynamics of both chains of that lipid in biologically relevant mixtures using X-ray diffraction, 2 H NMR analysis, and infrared spectroscopy. Our results reveal a substantial fraction of sphingosine chains in a fluid and dynamic phase state at physiological temperature. These findings prompt revision of our current understanding of the skin lipid barrier, where an extended ceramide [NS] conformation is preferred and a possible domain structure is proposed. Mobile lipid chains may be crucial for skin elasticity and the translocation of physiologically important molecules.

Zobrazit více v PubMed

Knutson K., Krill S., Lambert W., Higuchi W., J. Controlled Release 1987, 6, 59–74.

Groen D., Gooris G. S., Barlow D. J., Lawrence M. J., van Mechelen J. B., Deme B., Bouwstra J. A., Biophys. J. 2011, 100, 1481–1489. PubMed PMC

Bouwstra J. A., Gooris G. S., Cheng K., Weerheim A., Bras W., Ponec M., J. Lipid Res. 1996, 37, 999–1011. PubMed

Brief E., Kwak S., Cheng J. T., Kitson N., Thewalt J., Lafleur M., Langmuir 2009, 25, 7523–7532. PubMed

Stahlberg S., Skolova B., Madhu P. K., Vogel A., Vavrova K., Huster D., Langmuir 2015, 31, 4906–4915. PubMed

Pham Q. D., Topgaard D., Sparr E., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, E112–E121. PubMed PMC

Mendelsohn R., Moore D. J., Methods Enzymol. 2000, 312, 228–247. PubMed

Chen X., Kwak S., Lafleur M., Bloom M., Kitson N., Thewalt J., Langmuir 2007, 23, 5548–5556. PubMed

Paz R. A., Gooris G., Bouwstra J., Lafleur M., J. Lipid Res. 2018, 59, 137–143. PubMed PMC

Pham Q. D., Mojumdar E. H., Gooris G. S., Bouwstra J. A., Sparr E., Topgaard D., Q Rev Biophys 2018, 51, e7. PubMed

Huster D., Gawrisch K., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1992–1993.

Stahlberg S., Eichner A., Sonnenberger S., Kovácik A., Lange S., Schmitt T., Deme B., Hauß T., Dobner B., Neubert R. H. H., Huster D., Langmuir 2017, 33, 9211–9221. PubMed

Wang E., Klauda J. B., J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16930–16943. PubMed

Grieco P. A., Gilman S., Nishizawa M., J. Org. Chem. 1976, 41, 1485–1486.

Atzrodt J., Derdau V., Kerr W. J., Reid M., Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 1758–1784; PubMed

Angew. Chem. 2018, 130, 1774–1802.

Mlynarski S. N., Schuster C. H., Morken J. P., Nature 2014, 505, 386–390. PubMed PMC

Ulman M., Grubbs R. H., Organometallics 1998, 17, 2484–2489.

Školová B., Hudská K., Pullmannová P., Kováčik A., Palát K., Roh J., Fleddermann J., Hrabalek A., Estrela-Lopis I., Vávrová K., J. Phys. Chem. B 2014, 118, 10460–10470. PubMed

Bouwstra J. A., Gooris G. S., Salomons-d Vries M. A., van der Spek J. A., Bras W., Int. J. Pharm. 1992, 84, 205–216.

Školová B., Janůšová B., Zbytovská J., Gooris G., Bouwstra J., Slepička P., Berka P., Roh J., Palát K., Hrabálek A., Vávrová K., Langmuir 2013, 29, 15624–15633. PubMed

Beshah K., Olejniczak E. T., Griffin R. G., J. Chem. Phys. 1987, 86, 4730–4736.

Davis J. H., Biochim. Biophys. Acta Rev. Biomembr. 1983, 737, 117–171. PubMed

Thurmond R. L., Lindblom G., Brown M. F., Biochemistry 1993, 32, 5394–5410. PubMed

Petrache H. I., Dodd S. W., Brown M. F., Biophys. J. 2000, 79, 3172–3192. PubMed PMC

Feller S. E., Gawrisch K., A. D. MacKerell, Jr. , J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 318–326. PubMed

Bunge A., Müller P., Stöckl M., Herrmann A., Huster D., Biophys. J. 2008, 94, 2680–2690. PubMed PMC

Veatch S. L., Soubias O., Keller S. L., Gawrisch K., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 17650–17655. PubMed PMC

Janssens M., van Smeden J., Gooris G. S., Bras W., Portale G., Caspers P. J., Vreeken R. J., Hankemeier T., Kezic S., Wolterbeek R., Lavrijsen A. P., Bouwstra J. A., J. Lipid Res. 2012, 53, 2755–2766. PubMed PMC

Gay C. L., Guy R. H., Golden G. M., Mak V. H., Francoeur M. L., J. Invest. Dermatol. 1994, 103, 233–239. PubMed

de Jager M., Groenink W., van der Spek J., Janmaat C., Gooris G., Ponec M., Bouwstra J., Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 2006, 1758, 636–644. PubMed

Najít záznam

Citační ukazatele

Pouze přihlášení uživatelé

Možnosti archivace

Nahrávání dat ...