Struktura, funkcije in primeri fosfogliceridov



The fosfogliceridi ali glicerofosfolipidi so molekule lipidne narave, ki so bogate z biološkimi membranami. Molekula fosfolipida je sestavljena iz štirih osnovnih sestavin: maščobnih kislin, skeleta, vezanega na maščobne kisline, fosfata in alkohola, povezanega s tem.

Na splošno je v ogljiku 1 glicerola nasičena maščobna kislina (samo enojne vezi), medtem ko je v ogljiku 2 maščobna kislina nenasičenega tipa (dvojne ali trojne vezi med ogljiki).

Med najpomembnejšimi fosfogliceridi v celičnih membranah so: sfingomyelin, fosfatidilinozitol, fosfatidilserin in fosfatidiletanolamin.

Živila, ki so bogata s temi biološkimi molekulami, so bela mesa, kot so ribe, jajčni rumenjaki, nekatera organska mesa, morski sadeži, oreški, med drugim..

Indeks

  • 1 Struktura
    • 1.1 Komponente fosfoglicerida
    • 1.2 Značilnosti maščobnih kislin v fosfogliceridih
    • 1.3 Hidrofobne in hidrofilne lastnosti
  • 2 Funkcije
    • 2.1 Struktura bioloških membran
    • 2.2 Sekundarne funkcije
  • 3 Presnova
    • 3.1 Povzetek
    • 3.2 Razgradnja
  • 4 Primeri
    • 4.1 Fosfatid
    • 4.2 Fosfogliceridi, pridobljeni iz fosfatidata
    • 4.3 Fosfatidiletanolamin
    • 4.4 Fosfatidilserin
    • 4.5 Fosfatidilinozitol
    • 4.6 Sphingomyelin
    • 4.7 Plazmalogeni
  • 5 Reference

Struktura

Komponente fosfoglicerida

Fosfoglicerid tvorijo štirje osnovni strukturni elementi. Prvi je okostje, ki se mu pridružijo maščobne kisline, fosfat in alkohol, ki je povezan s fosfatom.

Okostje fosfogliceridov lahko tvorimo iz glicerola ali sfingozina. Prvi je tri-ogljikov alkohol, drugi pa je drugi alkohol z bolj kompleksno strukturo.

V glicerolu hidroksilne skupine na ogljiku 1 in 2 esterificirajo dve karboksilni skupini z velikimi verigami maščobnih kislin. Manjkajoči ogljik, ki se nahaja na položaju 3, zaestren s fosforno kislino.

Čeprav glicerol nima asimetričnega ogljika, alfa ogljiki niso stereokemično identični. Tako esterifikacija fosfata v ustreznem ogljiku daje molekuli asimetrijo.

Značilnosti maščobnih kislin v fosfogliceridih

Maščobne kisline so molekule, sestavljene iz ogljikovodikovih verig s spremenljivo dolžino in stopnjo nenasičenosti, in se končajo v karboksilni skupini. Te značilnosti se zelo razlikujejo in določajo njihove lastnosti.

Veriga maščobnih kislin je linearna, če je nasičenega tipa ali če je nenasičena trans. Nasprotno pa je prisotnost dvojne vezi te vrste cis ustvarja vrtenje v verigi, zato ga ni več potrebno predstavljati linearno, kot se običajno dogaja.

Maščobne kisline z dvojnimi ali trojnimi vezmi pomembno vplivajo na stanje in fizikalno-kemijske lastnosti bioloških membran.

Hidrofobne in hidrofilne lastnosti

Vsak od omenjenih elementov se razlikuje po svojih hidrofobnih lastnostih. Maščobne kisline, ki so lipidi, so hidrofobne ali apolarne, kar pomeni, da se ne mešajo z vodo.

Nasprotno pa preostali elementi fosfolipidov omogočajo interakcijo v okolju, zaradi svojih polarnih ali hidrofilnih lastnosti..

Na ta način so fosfogliceridi razvrščeni kot amfipatske molekule, kar pomeni, da je en konec polarni, drugi pa nepolar..

Lahko uporabimo analogijo tekme ali tekme. Glava ujemanja predstavlja polarno glavo, ki jo sestavljajo nabit fosfat in substitucije fosfatne skupine. Podaljšek tekme je predstavljen z nepolarnim repom, ki ga tvorijo verige ogljikovodikov.

Polarne naravne skupine se napolnijo pri pH 7 z negativnim nabojem. To je posledica pojava ionizacije fosfatne skupine, ki ima a pk približno 2, in na obremenitve esterificiranih skupin. Število nabojev je odvisno od vrste proučevanega fosfoglicerida.

Funkcije

Struktura bioloških membran

Lipidi so hidrofobne biomolekule, ki imajo topnost v organskih topilih - npr. Kloroformu, npr..

Te molekule imajo veliko različnih funkcij: izpolniti vlogo goriva kot skladiščenje koncentrirane energije; kot signalne molekule; in kot strukturne komponente bioloških membran.

V naravi je najbolj prisotna lipidna skupina fosfogliceridov. Njegova glavna funkcija je strukturnega tipa, saj so del vseh celičnih membran.

Biološke membrane so združene v dvoslojni obliki. Kar pomeni, da so lipidi združeni v dve plasti, kjer se njihovi hidrofobni repi gledajo v dvosloj in polarne glave dajejo zunaj in znotraj celice..

Te strukture so ključne. Razmejujejo celico in so odgovorni za izmenjavo snovi z drugimi celicami in z zunajceličnim medijem. Vendar pa membrane vsebujejo lipidne molekule, ki niso fosfogliceridi, in tudi molekule beljakovinske narave, ki posredujejo aktivni in pasivni transport snovi..

Sekundarne funkcije

Poleg tega, da so del bioloških membran, so fosfogliceridi povezani z drugimi funkcijami v celičnem okolju. Nekateri zelo specifični lipidi so del membran mielina, snovi, ki prekriva živce.

Nekateri lahko delujejo kot sporočila pri zajemanju in prenosu signalov v celično okolje.

Presnova

Sinteza

Sinteza fosfogliceridov poteka od vmesnih metabolitov, kot so molekula fosfatidne kisline in tudi triacilgliceroli..

Aktiviran CTP nukleotid (citidin trifosfat) tvori intermediat, imenovan CDP-diacilglicerol, kjer reakcija pirofosfata podpira reakcijo na desni strani.

Del, imenovan fosfatidil, reagira z določenimi alkoholi. Produkt te reakcije so fosfogliceridi, med njimi fosfatidilserin ali fosfatidil inozitol. Fosfatidilserin lahko uporabimo za pridobivanje fosfatidil etanolamina ali fosfatidilholina.

Vendar obstajajo alternativni načini za sintetiziranje zadnjih omenjenih fosfogliceridov. Ta način vključuje aktiviranje holina ali etanolamina z vezavo na CTP.

Nato se pojavi reakcija, ki jih združi s fosfatidatom, tako da dobimo kot končni proizvod fosfatidil etanolamin ali fosfatidilholin.

Degradacija

Razgradnjo fosfogliceridov izvajajo encimi, imenovani fosfolipaze. Reakcija vključuje sproščanje maščobnih kislin, ki tvorijo fosfogliceride. V vseh tkivih živih organizmov se ta reakcija odvija stalno.

Obstaja več vrst fosfolipaz in so razvrščene glede na maščobne kisline, ki jih sproščajo. Po tem klasifikacijskem sistemu ločimo lipaze A1, A2, C in D.

Fosfolipaze so v naravi povsod prisotne in jih najdemo v različnih bioloških entitetah. Črevesni sok, izločki nekaterih bakterij in strup kače so primeri snovi z visoko vsebnostjo fosfolipaz.

Končni produkt teh reakcij razgradnje je glicerol-3-fosfat. Tako lahko te sproščene produkte in proste maščobne kisline ponovno uporabimo za sintetiziranje novih fosfolipidov ali jih usmerimo na druge presnovne poti..

Primeri

Fosfatidat

Zgoraj opisana spojina je najpreprostejši fosfoglicerid in se imenuje fosfatidat, ali diacilglicerol 3-fosfat. Čeprav v fiziološkem okolju ni zelo bogat, je ključni element za sintezo kompleksnejših molekul.

Fosfogliceridi, pridobljeni iz fosfatidata

Iz najenostavnejše molekule fosfogliceridov lahko pride do biosinteze kompleksnejših elementov z zelo pomembno biološko vlogo..

Fosfatna skupina fosfatidata je esterificirana s hidroksilno skupino alkoholov - lahko je ena ali več. Najpogostejši alkoholi folfogliceridov so serin, etanolamin, holin, glicerol in inozitol. Ti derivati ​​bodo opisani spodaj:

Fosfatidiletanolamin

V celičnih membranah, ki so del človeških tkiv, je fosfatidiletanolamin pomembna sestavina teh struktur.

Sestavljen je iz alkohola, esterificiranega z maščobnimi kislinami v hidroksilih, ki se nahajajo na položajih 1 in 2, medtem ko je na položaju 3 fosfatna skupina, esterificirana z aminoalkoholnim etanolaminom..

Fosfatidilserin

Na splošno se ta fosfoglicerid nahaja v monosloji, ki daje notranjosti - to je citosolni strani - celic. Med procesom programirane celične smrti se porazdelitev fosfatidilserina spremeni in se pojavi na celični površini.

Fosfatidilinozitol

Fosfatidilinozitol je fosfolipid, ki se nahaja v majhnih deležih tako v celični membrani kot v membranah subceličnih sestavin. Ugotovljeno je bilo, da sodeluje v komunikacijskih dogodkih celic, kar povzroča spremembe v notranjem okolju celice.

Sphingomyelin

V skupini fosfolipidov je sfingomyelin edini fosfolipid, ki je prisoten v membranah, katerih struktura ne izhaja iz alkoholnega glicerola. Namesto tega se skelet oblikuje s sfingozinom.

Strukturno ta zadnja spojina spada v skupino aminoalkoholov in ima dolgo ogljikovo verigo z dvojnimi vezmi.

V tej molekuli je amino skupina okostja povezana z maščobno kislino z amidno vezjo. Skupna primarna hidroksilna skupina okostja je zaestrena v fosfotilholin.

Plasmalogens

Plazmalogeni so fosfogliceridi z glavami, ki jih tvorijo predvsem etanolamin, holin in serin. Funkcije teh molekul niso popolnoma razjasnjene in o njih je v literaturi malo podatkov.

Zahvaljujoč dejstvu, da je skupina vinil etra zlahka oksidirana, lahko plazmalogeni reagirajo s prostimi radikali s kisikom. Te snovi so produkti povprečnega celičnega metabolizma in ugotovljeno je bilo, da poškodujejo celične sestavine. Poleg tega so bili povezani tudi s procesi staranja.

Zato je možna funkcija plazmalogenov, da ujamejo proste radikale, ki lahko potencialno negativno vplivajo na celično celovitost.

Reference

  1. Berg, J. M., Stryer, L., in Tymoczko, J.L. (2007). Biokemija. Obrnil sem se.
  2. Devlin, T. M. (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Obrnil sem se.
  3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, C.S. in Yáñez, E. (2011). Biokemija Bistveni koncepti. Panamericana.
  4. Melo, V., Ruiz, V. M., & Cuamatzi, O. (2007). Biokemija presnovnih procesov. Reverte.
  5. Nagan, N., & Zoeller, R.A. (2001). Plazmalogeni: biosinteza in funkcije. Napredek pri raziskavah lipidov, 40(3), 199-229.
  6. Pertierra, A.G., Olmo, R., Aznar, C.C., & Lopez, C.T. (2001). Metabolična biokemija. Uvodnik Tebar.
  7. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C.W. (2014). Osnove biokemije. Artmed Publisher.