FOSZFATIDILINOZITOL: SZERKEZET, KÉPZŐDÉS, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

A foszfatidilinoszitol a biológiai membránokban jelen levő glicerofoszfolipidek vagy foszfo-gliceridek foszfolipid családja. Ez egy átlagos sejt teljes foszfolipid-tartalmának körülbelül 10% -át teszi ki.

Gyakori a plazmamembrán belsejében sok eukarióta és prokarióta. Emlősökben és más gerinces állatokban különösen gazdagítja az agysejtek membránjait; és ezeket a szöveteket észlelte először Folch és Wooley 1942-ben.

A foszfatidil-inozit klasszikus ábrázolása (Forrás: NEUROtiker a Wikimedia Commons segítségével)

Kémiai szerkezetét, valamint néhány foszforilált származékának szerkezetét Ballou kutatócsoportja határozta meg 1959 és 1961 között.

Fontos szerkezeti funkciókkal rendelkezik, a membránokban levő bőségének függvényében, de ezenkívül a második hírvivők fontos forrása is, amelyek jelentős következményekkel járnak a sejtjelző folyamatokban, amelyeket számos és különféle speciális stimulus vált ki.

Glikozilált formája részt vesz a fehérjék kovalens módosításában, amely lehetővé teszi számukra, hogy GPI (glikozil-foszfatidil-inozitol) „horgonyoknak” nevezett lipidszerkezeteken keresztül kötődjenek a membránokhoz.

Szerkezet

A legtöbb membrán lipidhez hasonlóan a foszfatidil-inozitit egy amfipátiás molekula, vagyis egy hidrofil poláris végű és hidrofób nem-poláros végű molekula.

Általános szerkezete egy 1,2-diacil-glicerin-3-foszfát gerincén alapul, ahol az 1. és 2. helyzetben a szénnél észterezett két zsírsavlánc apoláris farokot képvisel, a foszfátcsoport pedig a csoporthoz kapcsolódik " fej ”, jelzi a sarki régiót.

Fejcsoport: inozitol

Az inozitol-molekula egy foszfodiészter-kötés révén a foszfátcsoporthoz kapcsolódva a szénnél a glicerin-molekula 3. pozíciójában képviseli ennek a foszfolipidnek a "fejcsoportját".

Az inozit egy ciklohexán-származék, amelynek összes szénatomja (6) egy-egy hidroxilcsoporthoz kapcsolódik. Ez származhat az étrendben fogyasztott élelmiszerekből, a de novo szintézis útjából vagy a saját újrahasznosításából. Az agysejtek, valamint más szövetek kisebb mértékben, 6-foszfátból termelik.

Számos foszfatidil-inozit-származék szerkezete nem más, mint egy foszfatidil-inozitol-molekula, amelyhez az inozit rész bizonyos hidroxilcsoportjaihoz foszfátcsoportokat adtak.

Poláris farok

Az apoláris farok szénhidrogénláncainak hossza változó lehet, 16-tól plusz-mínusz 24 szénatomig, attól függően, hogy melyik organizmustól függ.

Ezek a láncok lehetnek telített (szén-szén egyes kötések) vagy telítetlen (szén-szén kettős kötések; egyszeresen vagy többszörösen telítetlenek), és a foszfatidsavból származó egyéb foszfolipidekhez hasonlóan a zsírsavé a glicerin-3-foszfát C2 helyzetében általában telítetlen.

Ezekben a lipidekben általában 18 és 20 szénatomot tartalmazó sztearinsavnak és arachidonsavnak megfelelő zsírsavláncok vannak, az egyik telített, a másik telítetlen.

Kiképzés

A foszfatidilinozitit, más foszfolipidekhez hasonlóan, foszfatidsavból állítják elő, egy egyszerű foszfolipidből, amelynek szerkezetét két apoláris farok és egy olyan poláris fej jellemzi, amely csak a foszfátcsoportból áll, amely a szénhez kapcsolódik a glicerin 3. pozíciójában.

De novo szintézis

A foszfatidilinozitol de novo képződéséhez a foszfatidsav reagál a CTP-vel (citidin-trifoszfát), az ATP-hez analóg nagy energiájú molekulával, és CDP-diacil-glicerint képez, amely közös prekurzor a foszfatidilinozitol útjában és származékaiban. foszfatidil-glicerin és difoszfatidil-glicerin vagy kardiolipin.

A kérdéses reakciót a CDP-diacil-glicerin-szintáz enzim katalizálja, amelynek kettős szubcelluláris helye van, amely magában foglalja a mikroszomális frakciót és a belső mitokondriális membránt.

A foszfatidilinozitol ezt követően az inozitol molekula és a CDP-diacil-glicerin molekula közötti, az előző lépésben kapott kondenzációs reakcióból származik.

Ezt a lépést egy foszfatidil-inozitol-szintáz (CDP-diacil-glicerin: mioinositol-3-foszfatidil-transzferáz) katalizálja, amely enzim az emlős sejtek endoplazmatikus retikulumának membránjához kapcsolódik.

A reakció korlátozó lépését képviselő reakció valójában az inozit képződése glükóz-6-foszfátból, amelynek a bioszintézis útjának "felfelé" kell lennie.

Származékai szintézise

A foszfatidil-inozitol foszforilált származékait foszfatidil-inozitol-kinázoknak nevezett enzimek egy csoportja állítja elő, amelyek felelősek a foszfátcsoportok hozzákapcsolásáért a szülő lipid inozitol-részének hidroxilcsoportjaihoz.

Jellemzők

Szerkezeti

A foszfatidil-szerinhez és a foszfatidil-glicerinhez hasonlóan a foszfatidil-serozitol több funkciót is ellát. Fontos szerkezeti vonzatai vannak, mivel része a lipid kettős rétegeknek, amelyek képezik a különböző és multifunkcionális biológiai membránokat.

Számos fehérje "kötődik" a sejtmembránokhoz az úgynevezett "GPI-horgonyok" révén, amelyek nem más, mint a foszfatidil-inozitol glikozilezett származékai, amelyek a fehérjék számára hidrofób "horgony" -kal vannak ellátva, amely azokat a sejt felületén támogatja. membrán.

Néhány citoszkeletális fehérje kötődik a foszfatidilinozitol foszforilált származékaihoz, és az ilyen típusú lipid magként szolgál az exocitózisban részt vevő fehérjekomplexek kialakulásához is.

A cellajelzésben

Például származékainak második hírvivője az emlősökben zajló számos hormongal kapcsolatos jelátviteli folyamatban.

Az „inzitol-1,4,5-trifoszfát (IP3 vagy inozitol-trifoszfát) és a diacil-glicerin, amelyek különféle funkciókat látnak el, az„ inzitol-1,4,5-trifoszfát ”(IP3 vagy inozitol-trifoszfát) és a diacil-glicerin közül két legfontosabb másodlagos hírvivő anyag, amely az úgynevezett„ hormon-érzékeny foszfatidil-inozit-rendszer ”-ből származik. le ”a vízesésen.

Az IP3 részt vesz a hormonjelző kaszkádban, amelyet a második hírvivő rendszerek, például az adrenalin használnak.

Az inozit egy oldható hírvivő, amely a citoszolban látja el funkcióit, míg a diacil-glicerin zsírban oldódik, és megkötve marad a membránban, ahol messengerként is szolgál.

Ugyanezen módon a növényekben azt is megállapították, hogy a foszfatidil-inozitol foszforilezett származékai fontos funkciókkal is rendelkeznek a sejtjelző kaszkádokban.

Irodalom

1. Antonsson, B. (1997). Foszfatidilinozitol szintáz az emlősök szöveteiből. Biochimica et Biophysica Acta.
2. Luckey, M. (2008). Membránszerkezeti biológia: biokémiai és biofizikai alapokkal. Cambridge University Press.
3. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., és Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. kiadás). McGraw-Hill Medical.
4. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehninger Biokémiai alapelvek. Omega Editions (5. kiadás).
5. Vance, JE és Vance, DE (2008). A lipidek, lipoproteinek és membránok biokémiája. A New Comprehensive Biochemistry 36. kötetében (4. kiadás). Elsevier.