FOSFOGLYSERIDIT: RAKENNE, TOIMINNOT JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2025

Fosfoglyseridit tai glyserofosfolipidien on runsaasti molekyylejä lipidin luonnon biologisia kalvoja. Fosfolipidimolekyyli koostuu neljästä emäksisestä komponentista: rasvahapoista, rasvahappoon kiinnittyneestä luurankoksesta, fosfaatista ja jälkimmäiseen kiinnittyneestä alkoholista.

Yleensä glyserolin hiili-1: ssä on tyydyttynyttä rasvahappoa (vain yksittäiset sidokset), kun taas hiilen 2 rasvahappo on tyydyttymättömän tyyppistä (kaksois- tai kolmoissidokset hiilien välillä).

Rakenteen

lähde: Koneella luettavaa kirjailijaa ei toimitettu. Lennert B olettaa (perustuu tekijänoikeusvaatimuksiin)., Wikimedia Commonsin kautta

Yksi solumembraanien merkittävimmistä fosfoglyserideistä on: sfingomyeliini, fosfatidyylinositoli, fosfatidyyliseriini ja fosfatidyylietanoliamiini.

Ruoat, joissa on runsaasti näitä biologisia molekyylejä, ovat valkoista lihaa, kuten kaloja, munankeltuaisia, eräitä elinlihoja, äyriäisiä ja pähkinöitä.

Rakenne

Fosfoglyseridin komponentit

Fosfoglyseridi koostuu neljästä perusrakenneosasta. Entinen on luuranko, johon rasvahapot, fosfaatti ja alkoholi ovat kiinnittyneet - jälkimmäinen on kiinnittynyt fosfaattiin.

Fosfoglyseridirunko voidaan muodostaa glyserolista tai sfingosiinista. Entinen on kolmen hiilen alkoholi, kun taas jälkimmäinen on toinen alkoholi, jolla on monimutkaisempi rakenne.

Glyserolissa hiiliatomien 1 ja 2 hydroksyyliryhmät esteröidään kahdella suurella ketjun rasvahappojen karboksyyliryhmällä. Asemassa 3 oleva puuttuva hiili esteröidään fosforihapolla.

Vaikka glyserolilla ei ole epäsymmetristä hiiltä, ​​alfahiilivedyt eivät ole stereokemiallisesti identtisiä. Siten fosfaatin esteröinti vastaavassa hiilessä antaa asymmetrian molekyylille.

Fosforiglyseridien rasvahappojen ominaisuudet

Rasvahapot ovat molekyylejä, jotka koostuvat hiilivetyketjuista, joiden pituus ja tyydyttymättömyys vaihtelevat, ja päättyvät karboksyyliryhmään. Nämä ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti ja määrittävät niiden ominaisuudet.

Rasvahappoketju on lineaarinen, jos se on tyydyttynyttä tyyppiä tai jos se on tyydyttymätöntä trans-asemassa. Sitä vastoin cis-tyyppisen kaksoissidoksen läsnäolo luo kierteen ketjuun, joten sitä ei enää tarvitse esittää lineaarisesti, kuten usein tapahtuu.

Rasvahapot, joissa on kaksois- tai kolmoissidoksia, vaikuttavat merkittävästi biologisten kalvojen tilaan ja fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin.

Hydrofobiset ja hydrofiiliset ominaisuudet

Jokainen mainituista elementeistä eroaa hydrofobisista ominaisuuksistaan. Rasvahapot, jotka ovat lipidejä, ovat hydrofobisia tai apolaareja, mikä tarkoittaa, että ne eivät sekoitu veteen.

Sitä vastoin loput fosfolipidielementit sallivat niiden vuorovaikutuksessa ympäristössä polaaristen tai hydrofiilisten ominaisuuksiensa ansiosta.

Tällä tavalla fosfoglyseridit luokitellaan amfipaattisiksi molekyyleiksi, mikä tarkoittaa, että toinen pää on polaarinen ja toinen on polaarinen.

Voimme käyttää ottelun tai ottelun analogiaa. Ottelun pää edustaa polaarista päätä, joka koostuu varautuneesta fosfaatista ja sen substituutioista fosfaattiryhmässä. Ottelun pidentymistä edustaa ei-polaarinen häntä, jonka muodostavat hiilivetyketjut.

Polaariset ryhmät varautuvat pH-arvoon 7 negatiivisella varauksella. Tämä johtuu fosfaattiryhmän, jonka pk on lähellä 2, ionisaatioilmiöstä ja esteröityjen ryhmien varauksista. Panosten lukumäärä riippuu tutkitusta fosfoglyseridityypistä.

ominaisuudet

Biologisten kalvojen rakenne

Lipidit ovat hydrofobisia biomolekyylejä, jotka liukenevat orgaanisiin liuottimiin - kuten esimerkiksi kloroformiin.

Näillä molekyyleillä on laaja valikoima toimintoja: ne toimivat polttoaineina varastoimalla keskittynyttä energiaa; signalointimolekyyleinä; ja biologisten membraanien rakenneosina.

Luonnossa yleisin olemassa oleva lipidiryhmä on fosfoglyseridit. Niiden päätehtävä on rakenteellinen, koska ne ovat osa kaikkia solukalvoja.

Biologiset kalvot on ryhmitelty kaksikerroksiseksi. Mikä tarkoittaa, että lipidit on ryhmitelty kahteen kerrokseen, joissa niiden hydrofobiset häntäpinnat ovat kaksikerroksisen sisäpuolen ja napapäät solun ulkopuolen ja sisäpuolen kanssa.

Nämä rakenteet ovat tärkeitä. Ne rajaavat solun ja ovat vastuussa aineiden vaihdosta muiden solujen ja solunulkoisen ympäristön kanssa. Kalvot sisältävät kuitenkin muita lipidimolekyylejä kuin fosfoglyseridejä ja myös molekyylejä, joiden luonne on proteiini ja jotka välittävät aineiden aktiivista ja passiivista kuljetusta.

Toissijaiset toiminnot

Sen lisäksi, että fosfoglyseridit ovat osa biologisia membraaneja, ne liittyvät myös muihin funktioihin soluympäristössä. Jotkut hyvin spesifiset lipidit ovat osa myeliinimembraaneja, hermoja peittävää ainetta.

Jotkut voivat toimia viesteinä kaapattaessa ja siirrettäessä signaaleja soluympäristöön.

aineenvaihdunta

Synteesi

Fosfoglyseridien synteesi suoritetaan välituotem metaboliiteista, kuten fosfatidihappomolekyylistä ja myös triasyyliglyseroleista.

Aktivoitu nukleotidi CTP (sytidiinitrifosfaatti) muodostaa välituotteen nimeltä CDP-diasyyliglyseroli, jossa pyrofosfaattireaktio suosii oikealla olevaa reaktiota.

Fosfatidyyliksi kutsuttu osa reagoi tiettyjen alkoholien kanssa. Tämän reaktion tuote on fosfoglyseridit, mukaan lukien fosfatidyyliseriini tai fosfatidyyli-inositoli. Fosfatidyylietanoliamiini tai fosfatidyylikoliini voidaan saada fosfatidyyliseriinistä.

Kuitenkin on olemassa vaihtoehtoisia tapoja syntetisoida viimeksi mainitut fosfoglyseridit. Tämä reitti sisältää koliinin tai etanoliamiinin aktivoinnin sitoutumalla CTP: hen.

Seuraavaksi tapahtuu reaktio, joka yhdistää heidät fosfatidaattiin, jolloin saadaan lopputuotteena fosfatidyylietanoliamiini tai fosfatidyylikoliini.

hajoaminen

Fosfoglyseridien hajoamista hoitavat entsyymit, joita kutsutaan fosfolipaaseiksi. Reaktioon sisältyy rasvahappojen vapautuminen, jotka muodostavat fosfoglyseridejä. Kaikissa elävien organismien kudoksissa tämä reaktio tapahtuu jatkuvasti.

Fosfolipaaseja on useita tyyppejä ja ne luokitellaan vapautuneiden rasvahappojen perusteella. Tämän luokittelujärjestelmän mukaisesti erotamme lipaasit A1, A2, C ja D.

Fosfolipaasit ovat luonteeltaan kaikkialla läsnä olevia ja löydämme niitä erilaisista biologisista kokonaisuuksista. Suolen mehu, tiettyjen bakteerien eritteet ja käärmeen myrkky ovat esimerkkejä aineista, joissa on paljon fosfolipaaseja.

Näiden hajoamisreaktioiden lopputuote on glyseroli-3-fosfaatti. Siten näitä vapautuneita tuotteita sekä vapaita rasvahappoja voidaan käyttää uudelleen syntetisoimaan uusia fosfolipidejä tai ohjaamaan muihin aineenvaihduntareitteihin.

esimerkit

Phosphatidate

Edellä kuvattu yhdiste on yksinkertaisin fosforiglyseridi ja sitä kutsutaan fosfatidaatiksi tai myös diasyyliglyseroli-3-fosfaatiksi. Vaikka se ei ole kovin runsas fysiologisessa ympäristössä, se on avaintekijä monimutkaisempien molekyylien synteesissä.

Fosfatidaatista johdetut fosfoglyseridit

Yksinkertaisimmasta fosfoglyseridimolekyylistä voi tapahtua monimutkaisempien elementtien biosynteesi, jolla on erittäin tärkeät biologiset roolit.

Fosfatidaatin fosfaattiryhmä esteröidään alkoholien hydroksyyliryhmällä - se voi olla yksi tai useampi. Folfoglyseridien yleisimmät alkoholit ovat seriini, etanoliamiini, koliini, glyseroli ja inositoli. Näitä johdannaisia ​​kuvataan alla:

fosfatidyylietanoliamiinia

Ihmisen kudoksiin kuuluvissa solukalvoissa fosfatidyylietanoliamiini on näiden rakenteiden näkyvä komponentti.

Se koostuu alkoholista, joka on rasvahappojen avulla esteröity asemissa 1 ja 2 sijaitsevissa hydroksyyleissä, kun taas asemassa 3 löydämme fosfaattiryhmän, joka on esteröity aminoalkoholietanoliamiinilla.

fosfatidyyliseriini

Yleensä tätä fosfoglyseridiä löytyy yksikerroksesta, joka on solujen sisäpuolella - ts. Sytosolipuolella -. Ohjelmoidun solukuoleman prosessin aikana fosfatidyyliseriinin jakauma muuttuu ja sitä löydetään koko solun pinnasta.

fosfatidyyli

Fosfatidyylinositoli on fosfolipidi, jota esiintyy pieninä suhteina sekä solukalvossa että solun ulkopuolisten komponenttien kalvoissa. Sen on havaittu osallistuvan solukkoviestintätapahtumiin, mikä aiheuttaa muutoksia solun sisäisessä ympäristössä.

sfingomyeliini

Fosfolipidien ryhmässä sfingomyeliini on ainoa kalvoissa oleva fosfolipidi, jonka rakenne ei johdu alkoholiglyserolista. Sen sijaan luuranko koostuu sfingosiinista.

Rakenteellisesti tämä viimeinen yhdiste kuuluu aminoalkoholien ryhmään ja sillä on pitkä hiiliketju kaksoissidoksilla.

Tässä molekyylissä rungon aminoryhmä on kiinnittynyt rasvahappoon amidityyppisen sidoksen kautta. Yhdessä luuston primaarinen hydroksyyliryhmä esteröidään fosfotyylikoliiniksi.

plasmalogeenejä

Plasmallogeenit ovat fosfoglyseridejä, joiden pää muodostuu pääasiassa etanoliamiinista, koliinista ja seriinistä. Näiden molekyylien toimintoja ei ole selvitetty täysin, ja kirjallisuudesta on vähän tietoa niistä.

Koska vinyylieetteriryhmä hapettuu helposti, plasmallogeenit kykenevät reagoimaan hapettomien radikaalien kanssa. Nämä aineet ovat solujen keskimääräisen aineenvaihdunnan tuotteita, ja niiden on havaittu vahingoittavan solun komponentteja. Lisäksi ne ovat olleet yhteydessä ikääntymisprosesseihin.

Siksi plasmalogeenien mahdollinen tehtävä on vangita vapaat radikaalit, joilla voi olla negatiivisia vaikutuksia solujen eheyteen.

Viitteet

1. Berg, JM, Stryer, L., ja Tymoczko, JL (2007). Biokemia. Käänsin.
2. Devlin, TM (2004). Biokemia: kliinisiin sovelluksiin liittyvä oppikirja. Käänsin.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS ja Yáñez, E. (2011). Biokemia. Olennaiset käsitteet. Pan-amerikkalainen.
4. Melo, V., Ruiz, VM, ja Cuamatzi, O. (2007). Metabolisten prosessien biokemia. Reverte.
5. Nagan, N., ja Zoeller, RA (2001). Plasmalogeenit: biosynteesi ja toiminnot. Lipiditutkimuksen edistyminen, 40 (3), 199 - 229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC ja López, CT (2001). Metabolinen biokemia. Toimituksellinen tebar.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Biokemian perusteet. Taidetoimittaja.