Fosfolipidy Charakteristiky, štruktúra, funkcie, typy

Termín fosfolipid Používa sa na označenie biomolekúl lipidovej povahy, ktoré majú vo svojich štruktúrach, konkrétne v ich polárnych hlavách, fosfátovej skupine a že ako hlavná kostra môžu mať 3-fosfát alebo molekulu s materským glycerolom.

Mnoho autorov však, keď spomínajú fosfolipidy, zvyčajne sa vzťahujú na glyceofosfolipidy alebo fosfoglyceridy, ktoré sú lipidmi odvodené od 3-fosfátového glycerolu, na ktoré sú esterifikované, v uhlích polohy 1 a 2, dva reťazce mastných kyselín a slamacie saturačné stupne.

Schéma štruktúry fosfolipidu (zdroj: Openstax [CC po 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0)] Via Wikimedia Commons)

Fosfoglyceridy predstavujú najdôležitejšiu membránovú lipidovú skupinu a vyznačujú sa hlavne identitou substituentných skupín spojených s fosfátovou skupinou v polohe C3 glycerolu.

Fosfatidylcholín, fosfatidyletanolamín, fosfatidylserín a fosfatidylinitol sú najvýznamnejšími fosfolipidmi, a to tak pre ich hojnosť, ako aj pre dôležitosť biologických funkcií, ktoré vyvíjajú v bunkách.

[TOC]

Charakteristika

Rovnako ako akékoľvek iné lipidy, aj fosfolipidy sú tiež amfipatické molekuly, to znamená, že majú hydrofilný polárny koniec, často známy ako „polárna hlava“ a apolárny koniec, ktorý sa nazýva „apolárny chvost“, ktorý má hydrofóbne vlastnosti.

V závislosti od povahy hlavných skupín alebo polárnych skupín a alifatických reťazcov má každý fosfolipid odlišné chemické, fyzikálne a funkčné charakteristiky. Polárne substituenty môžu byť aniónové (s negatívnym čistým zaťažením), zwitterión alebo katión (s kladným čistým zaťažením).

Fosfolipidy sa distribuujú „asymetricky“ v bunkových membránach, pretože tieto môžu byť viac -menej obohatené jedným alebo druhým typom, čo platí aj pre každý monovrstvový vonkajší alebo bunkový interiér.

Distribúcia týchto komplexných molekúl vo všeobecnosti závisí od enzýmov zodpovedných za ich syntézu, ktoré sú súčasne modulované vnútornými potrebami každej bunky.

Štruktúra

Väčšina fosfolipidov, ako je uvedené vyššie, sú lipidy, ktoré sú zostavené na 3-fosfátovom glycerolovom kostre; Preto sú známe aj ako glyceofosfolipidy alebo fosfoglyceridy.

Jeho polárna hlava sa skladá z fosfátovej skupiny pripevnenej uhlíkom v polohe C3 glycerolu, na ktorú sú substitučné skupiny alebo „hlavné skupiny“ zjednote. Práve tieto skupiny dávajú identitu každému fosfolipidu.

Apolárna oblasť je zastúpená v apolárnych chvostoch, ktoré sa skladajú z reťazcov mastných kyselín spojených s uhlíkmi polohy C1 a C2 3-fosfátovej molekuly glycerolu pomocou esterových alebo éterových väzieb (éter-fosfolipidy).

Schéma fosfolipidu v membráne (zdroj: TVANB cez Wikimedia Commons)

Iné fosfolipidy majú základnú kostru pre molekulu fosfátu dihydroxyacetónu, ku ktorej sú tiež spojené mastné kyseliny cez éterové väzby.

Môže vám slúžiť: dystrofín: Charakteristiky, štruktúra a funkcie

V mnohých fosfolipidoch biologického významu je mastná kyselina v polohe C1 nasýtená mastná kyselina medzi 16 a 18 atómami uhlíka, zatiaľ čo atómy polohy C2 je často nenasýtené a dlhšie (medzi 18 a 20 atómami uhlíka).

Normálne sa vo fosfolipidoch nenachádzajú mastné kyseliny s rozvetvenými reťazcami.

Najjednoduchším fosfolipidom je kyselina fosfatidová, ktorá pozostáva z 3-fosfátu spojeného s dvoma reťazcami mastných kyselín (1,2-discel glycerol 3-fosfát) 3-fosfátu). Toto je kľúčový sprostredkovateľ pre tvorbu iných glycerofosfolipidov.

Funkcia

Štrukturálny

Fosfolipidy, spolu s cholesterolom a sfingolipidmi, sú hlavnými štrukturálnymi prvkami pre tvorbu biologických membrán.

Biologické membrány umožňujú existenciu buniek, ktoré tvoria všetky živé organizmy, ako aj existenciu organel vo vnútri týchto buniek (bunková kompartmentalizácia).

Fosfolipidy sú nevyhnutnou súčasťou lipidovej dvojvrstvy

Fyzikálno -chemické vlastnosti fosfolipidov určujú elastické charakteristiky, plynulosť a asociáciu s komplexnými a periférnymi proteínmi bunkových membrán.

V tomto zmysle proteíny spojené s membránami interagujú hlavne s polárnymi skupinami fosfolipidov a sú to tieto skupiny, ktoré zase poskytujú špeciálne charakteristiky povrchu lipidovým bicapom, že sú časťou.

Niektoré fosfolipidy tiež prispievajú k stabilizácii mnohých dopravných proteínov a iné pomáhajú zvyšovať alebo zvyšovať ich aktivitu.

Bunková komunikácia

Pokiaľ ide o bunkovú komunikáciu, existujú niektoré fosfolipidy, ktoré plnia špecifické funkcie. Napríklad fosfaryozitoly sú dôležitými zdrojmi druhých poslov, ktorí sa zúčastňujú na procesoch signalizácie buniek v membránach, kde sa nachádzajú.

Fosfatidylserín, dôležitý fosfolipid spojený v podstate s vnútornou monovrstvom plazmatickej membrány, bol opísaný ako „indikátor“ alebo „marker“ molekula v apoptotických bunkách, pretože sa translokuje do vonkajšej monovrstvy počas programovaných procesov úmrtia.

Energia a metabolizmus

Rovnako ako ostatné membránové lipidy, aj fosfolipidy sú dôležitým zdrojom kalorickej energie, ako aj prekurzory membranej biogenézy.

Alifatické reťazce (mastné kyseliny), ktoré tvoria svoje apolárne chvosty, sa používajú prostredníctvom komplexných metabolických trás, prostredníctvom ktorých sa veľké množstvo energie extrahuje vo forme ATP, energia, ktorá je potrebná na vykonávanie väčšiny bunkových procesov životne dôležitých procesov.

Iné funkcie

Niektoré fosfolipidy plnia ďalšie funkcie ako súčasť špeciálnych materiálov v niektorých tkanivách. Napríklad dipalmityl-fosfatidylcholín je jednou z hlavných zložiek pľúcnej povrchovej látky, ktorá je komplexnou zmesou proteínov a lipidov, ktorých funkciou je zníženie povrchového napätia v pľúcach počas výdychu.

Môže vám slúžiť: Simmons Citrate Agar

Chlapci

Mastné kyseliny spojené s 3-fosfátovým kostrom glycerolu pre určité bunky v rovnakom organizme.

-Glycerofosfolipidy

Glycerofosfolipidy alebo fosfoglyceridy sú najhojnejšou triedou lipidov v prírode. Toľko, že sa bežne používajú na opis všetkých fosfolipidov. Nachádzajú sa hlavne ako štrukturálne prvky bunkových membrán, ale môžu sa tiež distribuovať v iných častiach bunky, hoci v oveľa nižšej koncentrácii.

Ako je uvedené v tomto texte, jeho štruktúra je tvorená molekuly glycerolu 1,2-diskilový 3-fosfát, ku ktorému sa spája, pomocou fosfodiérovej väzby, ďalšou molekulou polárnych charakteristík, ktorá poskytuje špecifickú identitu každej glycerolipidovej skupine.

Všeobecne platí, že tieto molekuly sú alkoholy ako etanoolamín, kopec, serín, glycerol alebo inozitol, ktoré tvorili fosfatidyletalamíny, fosfatidylkolíny, fosfatidylseríny, fosfatidylglyceroly a fosfatidylinozitles.

Okrem toho môžu existovať rozdiely medzi fosfolipidmi patriacimi do tej istej skupiny súvisiace s dĺžkou a stupňom saturácie alifatických reťazcov, ktoré tvoria apolárne chvosty.

Klasifikácia

Podľa charakteristík polárnych skupín sú glyceofosfáty klasifikované ako:

- Glyceophospolipidy negatívne načítané, ako je fosfatidylinozitol 4.5-bifhampatia.

- Neutrálne glycerofosfolipidy, ako je fosfatidylserín.

- Glyceofosfalipidy pozitívne načítané, ako je fosfatidylcholín a fosfatidyletalamín.

-Éter-fosfolipidy a plazmalogény

Aj keď funkcia, ktorú cvičia, nie je s istotou známa, je známe, že tento typ lipidov sa nachádza v bunkových membránach niektorých živočíšnych tkanív a v niektorých jednobunkových organizmoch.

Jeho štruktúra sa líši od najbežnejších fosfolipidov podľa typu prepojenia pomocou glycerolu, reťazcov mastných kyselín, pretože ide o spojenie typu éteru a nie ester. Tieto mastné kyseliny môžu byť nasýtené alebo nenasýtené.

V prípade plazmalogénov sú reťazce mastných kyselín spojené s dihydroxyacetónovým kostrovým fosfátom pomocou dvojitého väzby na uhlíky C1 alebo C2.

Plasmalogény sú obzvlášť hojné v bunkách srdcových tkanív väčšiny stavovcov; a mnoho bezstavovcov, halofytových baktérií a niektorých chovných protistov má membrány obohatené o tento typ fosfolipidov.

Medzi niekoľko známych funkcií týchto lipidov patrí príklad faktora aktivovania krvných doštičiek u stavovcov, čo je alky-fosfolipid.

Môže vám slúžiť: biotické a abiotické faktory

-Sfingomyielinas

Aj keď by sa dali klasifikovať spolu s sfingolipidmi, pretože v ich hlavnej kostre obsahujú molekulu sfinxínu namiesto 3-fosfátového glycerolu, tieto lipidy predstavujú druhú najhojnejšiu triedu membránových fosfolipidov.

Do aminoskupiny sfinxínu, pomocou väzby Amida, reťazec mastných kyselín, ktorý tvorí ceramid. Primárna hydroxylová skupina sfinxínu je esterifikovaná fosforylcholínom, čo vedie k sfingomyeline.

Tieto fosfolipidy, ako už názov napovedá, obohacujú myelínové plášťa, ktoré obklopujú nervové bunky, ktoré majú veľký význam pri prenose nervových impulzov.

Kde sú?

Ako naznačujú ich funkcie, fosfolipidy sa väčšinou vyskytujú ako štrukturálna súčasť lipidovej dvojvrstvy.

Tieto lipidy sú bežné vo všetkých eukaryotických organizmoch a dokonca aj v mnohých prokaryotoch, kde vykonávajú podobné funkcie.

Príklad hlavných fosfolipidov

Ako je uvedené opakovane, glyceofosfalipidy sú najdôležitejšími a najjemnejšími fosfolipidmi v bunkách akéhokoľvek živého organizmu. Z nich fosfatidylcholín predstavuje viac ako 50% fosfolipidov v eukaryotických membránach. Má takmer valcovú formu, takže ju môže organizovať v plochých lipidových bicapoch.

Fosfatidyletanolamín, na druhej strane, je tiež veľmi hojný, ale jeho štruktúra je „kónická“, takže sa nezostaví ako bicapas a je zvyčajne spojený s miestami, kde sú v membráne zakrivené krivosti.

Odkazy

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochémia (4. vydanie.). Boston, USA: Brooks/Cole. Učenie sa.
2. Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Atlas z farby biochémie (2. vydanie.). New York, USA: Thieme.
3. Li, J., Wang, x., Zhang, T., Wang, c., & Huang, z. (2014). Preskúmanie fosfolipidov a ich aplikácií v systémoch na dodávanie liečiv. Ázijský denník farmaceutických vied, 1-18.
4. Luckey, m. (2008). Biologická štrukturálna membrána: s biochemickými a biofyzikálnymi základmi. Cambridge University Press.
5. Mathews, C., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochémia (3. vydanie.). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
6. Murray, r., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperova ilustrovaná biochémia (28. ED.). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger princípy biochémie. Omega Editions (5. vydanie.).
8. Van Meer, G., Voelker, D. R., & Feigenson, G. W. (2008). Membránové lipidy: Kde sú a ako sa správajú. Nature Reviews, 9, 112-124.