FOSZFATIDIL-SZERIN: SZERKEZET, SZINTÉZIS, FUNKCIÓK, ELHELYEZKEDÉS - BIOLÓGIA - 2024

A foszfatidil-szerin egy lipid, amely a foszfolipidek és glicerinipidek csoportjába tartozik, vagy foszfo-gliceridek, amelyek 1,2-diacil-glicerin-3-foszfátból származnak. Mivel szerkezetében aminocsoportot tartalmaz, aminofoszfolipidnek tekintik, és mind az eukarióta, mind a prokarióta sejtek membránjaiban jelen van.

Először Folch, 1941-ben írta le, hogy a szarvasmarha agyából származó cefalin másodlagos alkotóelemét képezi (agyi lipid komplex szintén foszfatidil-etanol-aminból áll), és 1952-ben Baer és Maurukas megismerte kémiai szerkezetének fontos részét.

A foszfolipidek általános sémája. (1) hidrofil fej, (2) hidrofób farok, (A) foszfatidilkolin, (B) foszfatidil-etanol-amin, (C) foszfatidil-szerin és (D) foszfatidil-glicerin sémája (Forrás: Foobar a Wikimedia Commons segítségével)

Az eukariótákban ez a foszfolipid a membrán foszfolipidek 3–15% -át képviseli, és változása a bőségben az organizmustól, a szövet típusától, a kérdéses sejt típusától és még a fejlődés pillanatától is függ..

Különböző tanulmányok igazolják, hogy hiányzik az eukarióták mitokondriumaiban, de jelenlétéről számos baktérium sejtmembránjában beszámoltak, bár ezekben a szervezetekben a szintézisük bioszintézis útjai eltérőek.

Ennek a foszfolipidnek a megoszlása ​​a sejtmembránokban alapvetően azon enzimektől függ, amelyek felelősek a termeléséért, és a membránrétegek közötti mozgása (transzlokációja) az aminofoszfolipid-flipázok (élesztőben) és a scramblases hatásától függ. és transzlokációk (emlősökben).

Alapvető lipid az idegrendszer sok sejtje számára, olyan mértékben, hogy kifejlesztettek étrend-kiegészítőket, amelyek beépítik a készítményeikbe az agy bizonyos kapacitásának javítása és mások degenerációjának megakadályozása érdekében.

Szerkezet

A foszfatidil-szerin egy glicerofoszfolipid, és mint ilyen, egy 1,2-diacil-glicerin-3-foszfát molekulából származik, vagyis egy glicerin molekulából, amelynek két észterezett zsírsavlánca van az 1. és 2. szénatomon és a 3. szénatomon foszfátcsoportot tartalmaz.

A foszfatidil-szerin szerkezete (Forrás: Zirgouflex a Wikimedia Commons segítségével)

Mint minden lipid, a foszfatidil-szerin egy amfipátiás molekula, amelynek hidrofil poláris vége a foszfátcsoportot és a hozzá kapcsolódó szerint képviseli, és hidrofób apoláris vége, amelyet észterkötésekkel összekötött zsírsavláncok alkotnak.

A "foszfatidil-szerin" elnevezés az összes lehetséges zsírsav-kombinációra vonatkozik, változó hosszúságú és telítettségi szinttel, amelyek egy glicerin gerinchez kapcsolódnak, amelynek szerinje a poláris fej foszfátcsoportjához kapcsolódik.

Szintézis

Prokariótákban

A prokariótákban a foszfatidil-szerint olyan foszfatidil-szerin-szintetáz enzimek állítják elő, amelyek asszociálódnak a plazmamembránnal vagy a riboszómális frakciókkal, attól függően, hogy gramm negatív vagy grampozitív baktériumok.

A foszfatidil-szerin szintézisét ezekben a mikroorganizmusokban szabályozzák, és attól függ, hogy a szintetáz enzim megtalálása helyén rendelkezésre áll-e a lipidek típusa és mennyisége.

Élesztőben

Az élesztő foszfatidil-szerin-szintetáz a CDP-diacil-glicerin és a szerin reakciójából szintetizálja a foszfatidil-szerint, foszfatidil-szerint és CMP-t generálva. Ez a foszfolipid ezekben az organizmusokban fontos köztitermék a foszfatidil-kolin és a foszfatidil-etanol-amin szintézisében.

Ezt a reakciót az inositol intracelluláris koncentrációja szabályozza, amelynek gátló hatása van az enzimre. Más mechanizmusok magukban foglalják a szintetáz vagy valamilyen szabályozó enzim közvetlen foszforilációját, amely részt vesz a bioszintézis útjában.

Magasabb eukariótákban (növények és állatok)

Az olyan szervezetekben, mint növények és állatok (amelyeket egyes szerzők magasabb eukariótáknak tekintenek) a foszfatidil-szerin szintézise egy kalcium-függő báziscserélő reakción keresztül történik, az endoplazmatikus retikulumhoz kapcsolódó enzimeken keresztül.

Az ilyen típusú reakcióknál a foszfolipideket már létező foszfolipidekből állítják elő, amelyekből a poláris csoportot eltávolítják és kicserélik egy L-szerin molekulával.

A növényekben két foszfatidil-szerin-szintetáz található: az egyik a kalcium-függő bázisváltási reakciót katalizálja, a másik pedig a CDP-diacil-glicerinből származó élesztőben hasonlóhoz hasonló reakcióban katalizál.

Az emlősöknek két foszfatidil-szerin-szintézis van: az egyik katalizálja a foszfatidil-szerin szintézisét egy foszfatidil-etanol-amin és egy szerin közötti cserélő reakció útján, a másik pedig ugyanazt, de foszfatidil-kolin alapszubsztrátként történő alkalmazásával.

Jellemzők

A foszfatidil-szerint minden típusú eukarióta sejtben megtalálják; és az emlősökben kimutatták, hogy bár nem minden szövetekben egyformán bőséges, és nem tartozik a nagyobb arányban megtalálható foszfolipidek középpontjában, elengedhetetlen a sejtek túléléséhez.

Számos gerinces ember idegrendszerének sejtjeiben a foszfatidil-szerin-molekulákhoz kapcsolódó zsírsavláncok alapvető szerepet játszanak az idegrendszer működésében.

A sejt felületén

A biológiai membránok létrehozására szolgáló szerkezeti funkcióin túl a foszfatidil-szerin "újraelosztása" számos sejtszintű fiziológiai folyamat kezdetét jelzi az emlősökben, tehát azt lehet mondani, hogy a különböző sejtjelző folyamatokban részt vesz.

Ezekre a folyamatokra példa a vér koaguláció, ahol a foszfatidil-szerint a vérlemezkék plazmamembránjának külső egyrétegű része felé transzlokálják, ami hozzájárul a különböző véralvadási faktorok felhalmozódásához ezen sejtek felülete felé.

Hasonló eljárás zajlik a sperma sejtek érésekor, de inkább e foszfolipid (amely a plazmamembrán belső felületét gazdagítja) aszimmetrikus eloszlásának "eloszlatásával" tekintik.

A programozott sejthalál (apoptózis) kezdeti eseményeit a foszfatidil-szerin-molekuláknak a sejtfelületnek való kitettsége jellemzi, amely "jelöli" az apoptotikus sejteket fagocitikus vagy makrofágok általi emésztésre.

A cellában

A foszfatidil-szerin intracelluláris funkciói szorosan kapcsolódnak annak enyhén kationos tulajdonságaihoz, mivel töltésén keresztül képes kapcsolódni különböző perifériás fehérjékhez, amelyek negatív töltésű régiókkal rendelkeznek.

Ezek közül a fehérjék közül néhány kináz és GTPáz emelhető ki, amelyek aktiválódnak, amikor kapcsolódnak a kérdéses foszfolipiddel.

A foszfatidil-szerin részt vesz egyes fehérjék "címkézésében", hogy a fagoszómák felé irányítsák őket az újrahasznosítási vagy lebomlási folyamatok során, valamint mások katalitikus aktivitásának módosításakor.

Kimutatták, hogy bizonyos ioncsatornák kialakulása attól függ, hogy a fehérjék foszfatidil-szerinnel asszociálódnak-e.

Ez a prekurzor forrása más foszfolipidek, például foszfatidil-etanol-amin szintéziséhez, amelyek foszfatidil-szerin dekarboxilezésével képződhetnek (a foszfatidil-szerin a mitokondriális foszfatidil-etanol-amin prekurzora).

Hol található?

A foszfatidil-szerin, a legtöbb foszfolipidhez hasonlóan, szinte az összes sejtmembránban megtalálható, és az idegszövetek sejtmembránjait gazdagítja; és a szemében különösen bőséges a retina.

Azokban a sejtekben, ahol nagyobb vagy kisebb mértékben megtalálhatók, általában a plazmamembrán belső egyrétegében és az endoszómákban található meg, de a mitokondriumokban ritka.

Amint azt 1941-ben leírták, a foszfatidil-etanol-aminnal együtt a foszfatidil-szerin egy olyan anyag részét képezi, amely sok emlős agyában cefalinként ismert.

A bevitel előnyei

A foszfatidil-szerin fontosságát az idegrendszer működésében alaposan tanulmányozták, és évtizedek óta úgy gondolják, hogy bevitele kedvező lehet a központi idegrendszer egészségére.

Számos tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy a foszfatidil-szerin táplálékkiegészítőként történő hozzáadása az étrendbe pozitív hatással lehet az emlékezet, a tanulás, a koncentráció és a hangulat csökkenésére az életkorral vagy az öregedéssel kapcsolatban.

Úgy gondolják, hogy megakadályozza a memória és más kognitív tevékenységek, például érvelés, absztrakt gondolkodás, pszichomotoros károsodás, a személyiség és viselkedés megváltozása, valamint más fontos mentális funkciók elvesztését.

Néhány, memóriaproblémákkal küzdő betegekkel végzett konkrét vizsgálatban a foszfatidil-szerin bevétele közvetlenül hozzájárult a nevek és arcok megismeréséhez, a nevek és arcok visszahívásához és az arcfelismeréshez.

Ennek a foszfolipidnek a természetes forrása a halak. Az étrend-kiegészítőkbe rendszeresen bekerülő fajok azonban a szarvasmarhafélék agykéregéből vagy a szójababból származnak.

A foszfolipidek mindkét típusa ugyanazokat a funkciókat látja el, de apoláris farok zsírsavak jellemzőiben különböznek.

Azt is javasolták, hogy a kiegészítő membránhoz nem kapcsolódó foszfatidil-szerin (exogén) hozzájáruljon a sejtek védelméhez az oxidatív stressz ellen.

Ellenjavallatok

Az ezzel a foszfolipiddel, mint táplálékkiegészítővel végzett első tanulmányok és klinikai vizsgálatok azt mutatták, hogy az intramuszkuláris beadása irritációt és "égési sérüléseket" okozhat, és hogy intravénás beadása nem ismert ismert káros hatásokkal.

Orális alkalmazás esetén biztonságos gyógyszernek tűnik, de lefekvés előtt 600 mg-nál magasabb dózisokban álmatlanságot okozhat. A jelentések azonban azt mutatják, hogy biztonságos és hatékony, különösen, ha egészséges életmóddal kombinálják, amely magában foglalja a testmozgást és a megfelelő táplálkozást.

Bár számos tanulmány kimutatta, hogy ennek a foszfolipidnek a bevétele nem okoz káros változásokat a vér biokémiájában, az egyik lehetséges ellenjavallat a prionokkal szennyezett agykivonatok fogyasztásából adódó fertőző betegségek, például szivacsos agyvelőbántalom átadásával kapcsolatos.

Irodalom

1. Garrett, R. és Grisham, C. (2010). Biokémia (4. kiadás). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Tanulás.
2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., és Jolles, J. (2002). A Szója származtatott foszfatidil-szerin hatása a kognícióra az életkorhoz kapcsolódó memóriakárosodásban. Nutritional Neuroscience, 4, 121–134.
3. Kidd, PM (1996). foszfatidil-; Memória membrán tápanyag. Klinikai és mechanisztikus értékelés. Alternatív gyógyászat áttekintése, 1 (2), 70–84.
4. Kingsley, M. (2006). A foszfatidil-szerin kiegészítés hatása a testmozgó emberekre, 36 (8), 657–669.
5. Luckey, M. (2008). Membránszerkezeti biológia: biokémiai és biofizikai alapokkal. Cambridge University Press.
6. Segawa, K. és Nagata, S. (2015). Apoptotikus "Eat Me" jel: foszfatidil-szerin expozíció. Tendenciák a sejtbiológiában, 1–12.
7. Vance, JE (2008). Foszfatidil-szerin és foszfatidil-etanol-amin emlős sejtekben: két anyagcserével rokon aminofoszfolipid. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
8. Vance, JE és Steenbergen, R. (2005). A foszfatidil-szerin metabolizmusa és funkciói. Haladás a lipidkutatásban, 44, 207-234.
9. Vance, JE és Tasseva, G. (2013). A foszfatidil-szerin és a foszfatidil-etanol-amin képződése és működése emlős sejtekben. Biochimica et Biophysica Acta - lipidek molekuláris és sejtbiológiája, 1831 (3), 543–554.