FOSZFOLIPIDEK: JELLEMZŐK, SZERKEZET, FUNKCIÓK, TÍPUSOK - BIOLÓGIA - 2025

A foszfolipid kifejezés olyan lipid természetű biomolekulákra utal, amelyek szerkezetükben, különösen a poláris fejükben foszfátcsoport van, és amelyek fő vázában glicerin-3-foszfát vagy szfingozin-molekula lehet.

Sok szerző azonban, amikor megemlíti a foszfolipideket, általában a glicerofoszfolipidekre vagy foszfo-gliceridekre hivatkozik, amelyek lipidek, amelyek glicerin-3-foszfátból származnak, amelybe észterezve vannak, az 1. és 2. helyzetű szénatomon, különböző hosszúságú és telítettségű zsírsavak.

A foszfolipid szerkezetének vázlata (Forrás: OpenStax a Wikimedia Commons segítségével)

A foszfo-gliceridek jelentik a membrán lipidek legfontosabb csoportját, és elsősorban abban különböznek egymástól, hogy a glicerin C3 helyzetében a foszfát csoporthoz kapcsolódnak-e azok a helyettesítő csoportok.

A foszfatidilkolin, a foszfatidil-etanol-amin, a foszfatidil-szerin és a foszfatidil-inozitit a legjelentősebb foszfolipidek közé tartozik, mind bőségük, mind pedig a sejtekben betöltött biológiai funkcióik fontossága szempontjából.

jellemzők

Mint minden más lipid, a foszfolipidek amfipátiás molekulák is, vagyis hidrofil poláris végük van, amelyet gyakran "poláris fejnek" hívnak, és egy apoláris végét "apoláris faroknak" hívják, amelynek hidrofób tulajdonságai vannak.

A fejcsoportok vagy a poláris csoportok természetétől és az alifás láncoktól függően minden foszfolipidnek különböző kémiai, fizikai és funkcionális tulajdonságai vannak. A poláris szubsztituensek lehetnek anionosak (nettó negatív töltéssel), cviterionosak vagy kationosak (nettó pozitív töltéssel).

A foszfolipidek "aszimmetrikusan" oszlanak el a sejtmembránokban, mivel ezek többé-kevésbé dúsíthatók egy vagy másik típusúak, ami igaz a lipid kettős réteget alkotó minden egyes rétegre is, mivel a foszfolipid előnyösen a külső vagy belső cella.

Ezen komplex molekulák eloszlása ​​általában a szintéziséért felelős enzimektől függ, amelyeket ugyanakkor az egyes sejtek belső igényei modulálnak.

Szerkezet

A legtöbb foszfolipid, amint azt fentebb tárgyaltuk, olyan lipidek, amelyek a glicerin-3-foszfát gerincén vannak összeillesztve; és ezért is ismertek glicerofoszfolipidek vagy foszfo-gliceridek néven.

Poláris fejét a foszfát-csoport alkotja, amely a glicerin C3 helyzetében a szénhez kapcsolódik, amelyhez a szubsztituens csoportok vagy a "fejcsoportok" foszfodiészter kötéssel kapcsolódnak. Ezek a csoportok adják az egyes foszfolipidek azonosságát.

Az apoláris régiót az apoláris farok képviselik, amelyek olyan zsírsavláncokból állnak, amelyek a glicerin-3-foszfát molekula C1 és C2 helyzetének szénatomjaihoz észter- vagy éterkötések (éter-foszfolipidek) útján kapcsolódnak.

A membránban lévő foszfolipid vázlata (Forrás: Tvanbr a Wikimedia Commons segítségével)

Más foszfolipidek egy olyan dihidroxi-aceton-foszfát molekulán alapulnak, amelyhez a zsírsavak éterkötések útján is kötődnek.

Számos biológiailag fontos foszfolipidben a C1-helyzetű zsírsav egy 16-18 szénatomos telített zsírsav, míg a C2-helyzetben gyakran telítetlen és hosszabb (18 - 20 szénatom). szén).

Általában a foszfolipidekben nem találhatók elágazó láncú zsírsavak.

A legegyszerűbb foszfolipid a foszfatidsav, amely egy glicerin-3-foszfát molekulából áll, amely két zsírsav lánchoz kapcsolódik (1,2-diacil-glicerin-3-foszfát). Ez a legfontosabb köztitermék a többi glicerofoszfolipid képződéséhez.

Jellemzők

Szerkezeti

A foszfolipidek, a koleszterinnel és a szfingolipidekkel együtt a biológiai membránok kialakulásának fő szerkezeti elemei.

A biológiai membránok lehetővé teszik az összes élő organizmust alkotó sejtek, valamint az ezekben a sejtekben levő organellák létezését (sejtszerkezet kialakulása).

A foszfolipidek a biológiai membránokat alkotó lipid kettős réteg alapvető részét képezik (Forrás: Bekerr, a Wikimedia Commons segítségével)

A foszfolipidek fizikai-kémiai tulajdonságai meghatározzák a sejtmembránok elasztikus tulajdonságait, folyékonyságát és azon képességét, hogy asszociálódjanak az integrált és perifériás fehérjékkel.

Ebben az értelemben a membránokkal társított fehérjék elsősorban a foszfolipidek poláris csoportjaival lépnek kölcsönhatásba, és ezek ezek a csoportok adják a lipid kettős rétegek különleges felületjellemzőit, amelyek részét képezik.

Bizonyos foszfolipidek hozzájárulnak sok transzporter fehérje stabilizálásához, mások pedig hozzájárulnak aktivitásuk fokozásához vagy fokozásához.

Mobil kommunikáció

A sejtkommunikáció szempontjából vannak olyan foszfolipidek, amelyek meghatározott funkciókat látnak el. Például a foszfoinozitolok a második hírvivők fontos forrásai, amelyek részt vesznek a membránok sejtjelző folyamataiban, ahol megtalálják őket.

A foszfatidil-szerint, egy fontos foszfolipidet, amely lényegében kapcsolódik a plazmamembrán belső rétegéhez, „riporter” vagy „marker” molekulaként ismertették az apoptotikus sejtekben, mivel a programozott sejthalál folyamatok során áthelyeződik a külső egyrétegű rétegbe.

Energia és anyagcsere

A membrán lipidek többi részéhez hasonlóan a foszfolipidek fontos kalóriaenergia-forrás, valamint prekurzorok a membrán biogeneziséhez.

Az alifás láncok (zsírsavak), amelyek apoláris farokból állnak, összetett anyagcsere útvonalakon keresztül kerülnek felhasználásra, amelyek révén nagy mennyiségű energiát extrahálnak ATP formájában. Ez az energia szükséges a legtöbb sejtfolyamat elvégzéséhez. létfontosságú.

Egyéb funkciók

Bizonyos foszfolipidek más szövetekben speciális anyagok részeként más funkciókat is ellátnak. Például a dipalmitoil-foszfatidil-kolin a tüdő felületaktív anyagának egyik fő alkotóeleme, amely fehérjék és lipidek összetett keveréke, amelynek feladata a tüdő felületének feszültségének csökkentése a kilégzés során.

típusai

A glicerin-3-foszfát gerinchez kapcsolódó zsírsavak nagyon változatosak lehetnek, ezért azonos típusú foszfolipid tartalmazhat nagyszámú molekuláris fajtát, amelyek közül néhány specifikus bizonyos szervezetekre, bizonyos szövetekre és még az ugyanazon organizmuson belüli bizonyos sejtek számára.

-Glycerophospholipids

A glicerofoszfolipidek vagy foszfo-gliceridek a lipidek leggazdagabb osztálya a természetben. Annyira, hogy ezek a modellek általánosan használt valamennyi foszfolipid leírására. Elsősorban a sejtmembránok szerkezeti elemeinek felelnek meg, de a sejt más részeiben is terjeszthetők, bár sokkal alacsonyabb koncentrációban.

Amint azt a szöveg egészében megjegyezzük, szerkezetét egy 1,2-diacil-glicerin-3-foszfát molekulája képezi, amelyhez egy másik, poláris tulajdonságokkal rendelkező molekula kapcsolódik, egy foszfodiészter kötéssel, amely specifikus identitást ad a mindegyik glicerolipid-csoport.

Ezek a molekulák általában alkoholok, például etanol-amin, kolin, szerin, glicerin vagy inozit, foszfatidil-etanol-aminokat, foszfatidil-kolinokat, foszfatidil-szerineket, foszfatidil-glicerineket és foszfatidil-inozitumokat képezve.

Ezenkívül különbségek lehetnek az azonos csoportba tartozó foszfolipidek között az alifás láncokat alkotó alifás láncok hosszának és telítettségének függvényében.

Osztályozás

A poláris csoportok jellemzői szerint a glicerofoszfolipideket a következőképpen kell besorolni:

- Negatív töltésű glicerofoszfolipidek, például foszfatidil-inozitol-4,5-biszfoszfát.

- Semleges glicerofoszfolipidek, például foszfatidil-szerin.

- Pozitív töltésű glicerofoszfolipidek, például foszfatidil-kolin és foszfatidil-etanol-amin.

-Éter-foszfolipidek és plazmalogének

Noha funkciójuk nem biztosan ismert, ismert, hogy az ilyen típusú lipidek megtalálhatók egyes állati szövetek és néhány egysejtű organizmus sejtmembránjaiban.

Szerkezete a leggyakoribb foszfolipidektől azon kötés típusa szerint különbözik, amelyen keresztül a zsírsavláncok kapcsolódnak a glicerinhez, mivel ez éter, és nem észterkötés. Ezek a zsírsavak lehetnek telített vagy telítetlen.

A plazmalogének esetében a zsírsavláncok egy dihidroxi-aceton-foszfát-vázhoz kapcsolódnak, kettős kötéssel a C1 vagy C2 szénatomon.

A plazmalogének különösen gazdagok a legtöbb gerinces szívszövetében; és sok gerinctelen állat, halogéta baktérium és néhány csomózott protista membránja van ilyen típusú foszfolipidekkel dúsítva.

Ezen lipidek kevés ismert funkciója között szerepel például a gerincesek vérlemezke-aktiváló tényezője, amely alkil-foszfolipid.

-Sphingomyelins

Noha a szfingolipidekkel együtt osztályozhatók, mivel a fővázukban szfingozin-molekulát tartalmaznak, a 3-foszfát-glicerin helyett, ezek a lipidek a membránfoszfolipidek második legszélesebb osztályát képviselik.

Egy zsírsavlánc kapcsolódik a szfingozin aminocsoportjához egy amidkötéssel, ezáltal egy ceramidot képezve. A szfingozin primer hidroxilcsoportját foszforilkolinnal észterezik, így szfingomielin képződik.

Ezek a foszfolipidek, amint a neve is jelzi, gazdagítják az idegsejteket körülvevő mielin hüvelyeket, amelyek nagy szerepet játszanak az elektromos idegimpulzusok átvitelében.

Hol vannak?

Amint funkciójuk megmutatja, a foszfolipideket elsősorban a lipid kettős rétegek szerkezeti részeként találják meg, amelyek képezik azokat a biológiai membránokat, amelyek mind a sejteket, mind a belső szerveket körülveszik minden élő szervezetben.

Ezek a lipidek általánosak az összes eukarióta szervezetben és még sok prokarióta esetében is, ahol analóg funkciókat látnak el.

Példa a foszfolipidekre

Mint többször megjegyezték, a glicerofoszfolipidek a legfontosabb és legszélesebb foszfolipidek minden élő szervezet sejtjében. Ezek közül a foszfatidilkolin az eukarióta membránokban levő foszfolipidek több mint 50% -át képviseli. Szinte hengeres alakú, így lapos lipid kettős rétegekbe rendezhető.

A foszfatidil-etanol-amin ugyanakkor rendkívül bőséges is, de szerkezete "kúpos", tehát nem áll össze önmagában kettős rétegként, és általában olyan helyekhez kapcsolódik, ahol a membrán görbületei vannak.

Irodalom

1. Garrett, R. és Grisham, C. (2010). Biokémia (4. kiadás). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Tanulás.
2. Koolman, J. és Roehm, K. (2005). Biokémia szín atlasz (2. kiadás). New York, USA: Thieme.
3. Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C., és Huang, Z. (2014). Áttekintés a foszfolipidekről és azok főbb alkalmazásáról a gyógyszeradagoló rendszerekben. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 1–18.
4. Luckey, M. (2008). Membránszerkezeti biológia: biokémiai és biofizikai alapokkal. Cambridge University Press.
5. Mathews, C., van Holde, K., és Ahern, K. (2000). Biokémia (3. kiadás). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., és Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. kiadás). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehninger Biokémiai alapelvek. Omega Editions (5. kiadás).
8. van Meer, G., Voelker, DR, és Feigenson, GW (2008). Membrán lipidek: hol vannak és hogyan viselkednek. Nature Reviews, 9, 112-124.