Fosfatidiinihappo tai phosphatidate , on fosfolipidi heimoon kuuluvien glyserofosfolipidien tai fosfoglyseridejä, jotka ovat läsnä kaikissa biologisia kalvoja. Se on yksinkertaisin fosfolipidi ja toimii edeltäjänä muille monimutkaisemmille glyserofosfolipideille, vaikka sitä ei löydy suurista määristä.
Esimerkiksi E. colissa se edustaa alle 0,5% plasmamembraanin kokonaisfosfolipideistä ja muuttuu nopeasti johtuen roolistaan biosynteettisenä välituotteena.
Fisherin edustus fosfaattihapolle (Lähde: Mzaki Wikimedia Commonsin kautta)
Tämä prekursorifosfolipidi muodostuu asyloimalla glyseroli-3-fosfaatin hydroksyyliryhmät kahdella aktivoidulla rasvahappomolekyylillä, ja sen uskotaan olevan läsnä käytännöllisesti katsoen kaikissa biologisissa membraaneissa.
Kardiolipiini, tärkeä fosfolipidi, joka on läsnä mitokondriaalisessa membraanissa ja bakteerien ja arhaea plasmamembraanissa, koostuu kahdesta fosfatidihappomolekyylistä, jotka on kiinnitetty glyserolimolekyyliin.
Lysofosfatidihappo, ts. Fosfatidihappomolekyyli, josta puuttuu asyyliryhmä, osallistuu välimolekyylinä moniin solunulkoisiin signalointiprosesseihin.
Kemiallinen rakenne
Kuten useimmat fosfolipidit, fosfatidihappo on amfipaattinen molekyyli, jolla on kaksi päätä päinvastaisella hydrofiilisyydellä: hydrofiilinen polaarinen pää ja hydrofobiset apolaariset hännät.
Kuten edellä käsiteltiin, tämä on yksinkertaisin fosfolipidi, koska sen "pää" tai polaarinen ryhmä koostuu yksinomaan fosfaattiryhmästä, joka on kiinnittynyt hiileen glyserolimolekyylin asemassa 3.
Niiden apolaariset hännät muodostuvat kahdesta rasvahappoketjusta, jotka on esteröity hiileiksi glyseroli-3-fosfaatin asemissa 1 ja 2. Näillä rasvahapoilla on erilaiset pituudet ja tyydyttymisaste.
Yleensä kiinnittyneiden rasvahappojen pituus on 16 - 24 hiiliatomia; ja on määritetty, että hiili 2: een kiinnittynyt rasvahappo on yleensä tyydyttymättömiä (hiili-hiili-kaksoissidosten läsnäolo), vaikka tämä riippuu tarkasteltavasta organismista, koska kasvien plastideissa se on tyydyttynyt rasvahappo.
biosynteesissä
Fosfatidihapon biosynteesi on muiden glyserofosfolipidien synteesin haarakohta. Se alkaa rasvahappojen aktivoinnilla lisäämällä CoA-osaa, reaktiota, jota katalysoi asyyli-CoA-syntetaasi ja joka tuottaa asyyli-CoA: ta.
Tämän entsyymin isoformeja on erilaisia endoplasmisessa retikulumissa ja mitokondrioissa, mutta reaktiot tapahtuvat paljolti samalla tavalla kuin prokaryooteissa.
Biosynteettisen reitin ensimmäinen ”sitoutunut” vaihe on asyyli-CoA-molekyylin siirto glyseroli-3-fosfaattiin, reaktio, jota katalysoi glyseroli-3-fosfaattisyylitransferaasi, joka liittyy mitokondrioiden ulkomembraaniin ja retikulumiin endoplasmic.
Tämän reaktion tuotteen, lysofosfatidihapon (koska sillä on vain yksi hiilivetyketju) uskotaan siirtyvän mitokondrioista endoplasmiseen retikulumiin toisen asylointireaktion suorittamiseksi.
Graafinen yhteenveto fosfaattihapon synteesistä (Lähde: Krishnavedala Wikimedia Commonsin kautta)
Entsyymi, joka katalysoi tätä vaihetta, tunnetaan nimellä 1-asyyliglyseroli-3-fosfaattisyylitransferaasi, jota on runsaasti endoplasmisen retikulumin kalvossa ja joka siirtää spesifisesti tyydyttymättömiä rasvahappoja hiileen 1-asyyliglyseroli-3-fosfaattimolekyylin asemassa 2.
Näin muodostunut fosfatidihappo voidaan hydrolysoida fosfatidihappofosfataasilla 1,2-diasyyliglyseroliksi, jota voidaan sitten käyttää fosfatidyylikoliinin ja fosfatidyylietanoliamiinin synteesiin.
Muut tuotantotavat
Vaihtoehtoinen reitti fosfatidihapon tuottamiseksi, johon sisältyy 1,2-diasyyliglyserolimolekyylien "kierrätys", liittyy tiettyjen kinaasientsyymien osallistumiseen, jotka siirtävät fosfaattiryhmiä hiileen diasyyliglyserolin asemassa 3.
Toinen on muiden fosfolipidien hydrolyysistä, jota katalysoivat entsyymit, jotka tunnetaan fosfolipaaseina. Esimerkki tästä prosessista on fosfatidihapon valmistus fosfatidyylikoliinista fosfolipaasi D: n vaikutuksen ansiosta, joka hydrolysoi sidoksen koliinin ja 1,2-diasyyliglyseroli-3-fosfaatin fosfaattiryhmän välillä.
Biosynteesi kasveissa
Fosfatidihapon tuottaminen kasveissa liittyy kasvisolujen neljään eri osastoon: plastidit, endoplasminen retikulum, mitokondriat ja Golgi-kompleksi.
Ensimmäinen vaihe reitillä on sama kuin aikaisemmin kuvattiin, ja glyseroli-3-fosfaattisyylitransferaasi osallistuu jokaisessa osastossa aktiivisen asyyli-CoA-ryhmän siirtämiseksi glyseroli-3-fosfaattimolekyylin hiili-1: een.
Synteesi saatetaan päätökseen entsyymillä, jota kutsutaan lysofosfatidihappoasyylitransferaasiksi toisen asyyliryhmän siirtymisen jälkeen lysofosfatidihapon C3-asemaan.
Kasvien plastideissa tämä entsyymi siirtää valikoivasti vastaavan pituisia tyydyttyneitä rasvahappoja, joissa on 16 hiiliatomia. Tämä on näissä organelleissa syntetisoitujen lipidien erityinen ominaisuus.
ominaisuudet
Fosfatidihappo on monien organismien fosfolipidien, galaktolipidien ja triglyseridien edeltäjäfosfolipidi. Siksi se on välttämätön molekyyli soluille, vaikka se ei suorita suoria rakenteellisia toimintoja.
Eläimissä yhtä sen entsymaattisen hydrolyysin tuotteista, 1,2-diasyyliglyseroli, käytetään triasyyliglyseridien tai triglyseridien muodostamiseen transesteröimällä kolmannella aktivoidulla rasvahappomolekyylillä (liittyy CoA-osaan).
Triglyseridit ovat eläimille tärkeitä energiavarastomolekyylejä, koska niissä läsnä olevien rasvahappojen hapettuminen johtaa suurten määrien energian sekä esiasteiden ja välituotteiden vapautumiseen muihin aineenvaihduntareitteihin.
Toinen sen hydrolyysituote, lysofosfatidihappo, on tärkeä toinen välittäjä eräissä solunulkoisissa signalointireiteissä, joihin liittyy sen sitoutuminen muiden solujen pinnalla oleviin reseptoreihin, jotka osallistuvat kasvaimen geneesiä, angiogeneesiin ja immuunivasteisiin.
Sen tehtäviin signalointimolekyylinä sisältyy sen osallistuminen solujen lisääntymisen indusointiin, vähentynyt apoptoosi, verihiutaleiden aggregaatio, sileän lihaksen supistuminen, kemotaksia, kasvainsolujen tunkeutuminen ja muut.
Bakteereissa fosfatidihappo on välttämätön membraanifosfolipidien vaihtoprosessin aikana, joka tarjoaa solulle "osmoprotektiiviset" molekyylit, jotka tunnetaan nimellä "kalvoperäiset oligosakkaridit".
Viitteet
- Koolman, J., ja Roehm, K. (2005). Biokemian väri-atlas (2. painos). New York, USA: Thieme.
- Luckey, M. (2008). Kalvorakennebiologia: biokemiallisilla ja biofysikaalisilla perusteilla. Cambridge University Press
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokemia (3. painos). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperin kuvattu biokemia (28. painos). McGraw-Hill Medical.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehningerin biokemian periaatteet. Omega Editions (5. painos).
- Rawn, JD (1998). Biokemia. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
- Vance, JE, ja Vance, DE (2008). Lipidien, lipoproteiinien ja kalvojen biokemia. Julkaisussa New Comprehensive Biochemistry osa 36 (4. painos). Elsevier.