Značilnosti fosfolipidov, struktura, funkcije, vrste

Izraz fosfolipid Uporablja se za sklicevanje na biomolekule lipidne narave, ki jih imajo v svojih strukturah, zlasti v njihovih polarnih glavah, fosfatni skupini, in da imajo kot glavni okostje lahko 3-fosfat ali molekula sfinija glicerola.

Številni avtorji pa se, ko omenjajo fosfolipide, običajno nanašajo na gliceofosfolipide ali fosfogliceride, ki so lipidi, pridobljeni iz 3-fosfatnega glicerola, do katerega so esterificirani, v karbonah položajev 1 in 2, dve verigi maščobnih kislin in ločevanja nasičenja.

Shema strukture fosfolipida (vir: OpenStax [CC do 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/4.0)] prek Wikimedia Commons)

Fosfogliceridi predstavljajo najpomembnejšo membransko lipidno skupino in jih razlikuje predvsem identiteta substituentnih skupin, združenih s fosfatno skupino v položaju C3 glicerola.

Fosfatidilholin, fosfatidilelolamin, fosfatidilserin in fosfatidilinitol so najpomembnejši fosfolipidi, tako zaradi njihove številčnosti kot za pomen bioloških funkcij, ki jih izvajajo v celicah.

[TOC]

Značilnosti

Kot kateri koli drug lipid, so tudi fosfolipidi tudi amfipatične molekule, to je, da imajo hidrofilni polarni konec, pogosto znan kot "polarna glava" in apolarni konec, ki se imenuje "apolarni rep", ki ima hidrofobne značilnosti.

Vsak fosfolipid ima odvisno od narave glavnih skupin ali polarnih skupin in alifatskih verig različne kemijske, fizikalne in funkcionalne značilnosti. Polarni substituenti so lahko anionski (z negativno neto obremenitvijo), zwitterionic ali kationski (s pozitivno neto obremenitvijo).

Fosfolipidi se v celičnih membranah porazdelijo "asimetrično", saj jih lahko bolj ali manj obogateno s pomočjo ene ali druge vrste, kar velja tudi za vsako zunanjost monolaj ali celično notranjost.

Porazdelitev teh zapletenih molekul je na splošno odvisna od encimov, ki so zadolženi za njihovo sintezo, ki jih hkrati modulirajo z lastnimi potrebami vsake celice.

Struktura

Večina fosfolipidov, kot je že omenjeno, je lipidi, ki so sestavljeni na 3-fosfatnem glicerolskem okostju; In zato so znani tudi kot gliceofosfolipidi ali fosfogliceridi.

Njegova polarna glava je sestavljena iz fosfatne skupine z ogljikom v položaju C3 glicerola, na katerega so nadomestne skupine ali "glave" združene s fosfodi -foeting vezjo. Prav te skupine dajejo identiteto vsakemu fosfolipidu.

Apolarno območje je predstavljeno v apolarnih repih, ki so sestavljene iz verig maščobnih kislin, povezanih z ogljikovimi položaji C1 in C2 3-fosfatne glicerol molekule s pomočjo ester ali eterskih povezav (eter-fosfolipidi).

Shema fosfolipida v membrani (vir: TVANB prek Wikimedia Commons)

Drugi fosfolipidi imajo osnovno okostje do dihidroksiacetonske fosfatne molekule, na katero se povezujejo tudi maščobne kisline.

Vam lahko služi: distrofin: značilnosti, struktura in funkcije

V mnogih fosfolipidih biološkega pomena je maščobna kislina v položaju C1 nasičena maščobna kislina med 16 in 18 ogljikovih atomov, medtem ko je položaj C2 pogosto nenasičen in bolj dolg (med 18 in 20 atomi ogljika).

Običajno v fosfolipidih maščobnih kislin z razvejanimi verigami ne najdemo.

Najpreprostejši fosfolipid je fosfatidna kislina, ki je sestavljena iz 3-fosfata, povezanega z dvema verigama maščobnih kislin (1-diacil glicerol 3-fosfat) 3-fosfat). To je ključni posrednik za tvorbo drugih glicerofosfolipidov.

Funkcije

Strukturno

Fosfolipidi, skupaj s holesterolom in sfingolipidi, so glavni strukturni elementi za nastanek bioloških membran.

Biološke membrane omogočajo obstoj celic, ki sestavljajo vse žive organizme, pa tudi organele znotraj teh celic (celična razdelitev).

Fosfolipidi so bistveni del lipidnega bilaja

Fizikalno -kemijske lastnosti fosfolipidov določajo elastične značilnosti, pretočnost in sposobnost povezave s celovitimi in perifernimi beljakovinami celičnih membran.

V tem smislu beljakovine, povezane z membranami, v glavnem vplivajo na polarne skupine fosfolipidov in so te skupine, ki dajejo posebne značilnosti površine lipidnim bikapam, da so del.

Nekateri fosfolipidi prispevajo tudi k stabilizaciji številnih transportnih beljakovin, drugi pa pomagajo povečati ali povečati njihovo aktivnost.

Celična komunikacija

Glede na celično komunikacijo obstajajo nekateri fosfolipidi, ki izpolnjujejo posebne funkcije. Na primer, fosfariozitoli so pomembni viri drugih glasnikov, ki sodelujejo v procesih celične signalizacije v membranah, kjer jih najdemo.

Fosfatidilserin, pomemben fosfolipid, povezan v bistvu z notranjim monoplasti plazemske membrane, je bil opisan kot "indikator" ali "marker" molekulo v apoptotskih celicah, saj je premeščen v zunanji monoplast med programiranimi procesi smrti.

Energija in presnova

Tako kot ostali membranski lipidi so tudi fosfolipidi pomemben vir kalorične energije in predhodniki za membranalno biogenezo.

Alifatske verige (maščobne kisline), ki sestavljajo svoje apolarne repove, se uporabljajo skozi zapletene presnovne poti, skozi katere se v obliki ATP črpajo velike količine energije.

Druge funkcije

Nekateri fosfolipidi izpolnjujejo druge funkcije kot del posebnih materialov v nekaterih tkivih. DipAlmityl-fosfatidilholin je na primer ena glavnih komponent pljučnega površinsko aktivnega snovi, ki je zapletena mešanica beljakovin in lipidov, katerih funkcija je zmanjšanje površinske napetosti v pljučih med izdihovanjem.

Vam lahko služi: Simmons Citrate Agar

Fantje

Maščobne kisline so združene s 3-fosfatnim glicerolskim skeletom za nekatere celice znotraj istega organizma.

-Glicerofosfolipidi

Glicerofosfolipidi ali fosfogliceridi so najpogostejši razred lipidov v naravi. Toliko, da se običajno uporabljajo za opis vseh fosfolipidov. Najdemo jih predvsem kot strukturni elementi celičnih membran, vendar jih je mogoče razdeliti tudi v drugih delih celice, čeprav v veliko nižji koncentraciji.

Kot je omenjeno v tem besedilu, njena struktura tvori 1-fosfat 1-diacerola 3-fosfata, ki se mu pridruži, s fosfodijsko vezjo, še eno molekulo polarnih značilnosti, ki daje specifično identiteto vsaki glicerolipidni skupini.

Na splošno so te molekule alkoholi, kot so etanoolamin, hrib, serin, glicerol ali inozitol, ki so tvorili fosfatidilelamine, fosfatidilkoline, fosfatidilserine, fosfatidillicerole in fosfatidilinosile.

Poleg tega lahko obstajajo razlike med fosfolipidi, ki pripadajo isti skupini, povezani z dolžino in stopnjo nasičenosti alifatskih verig, ki sestavljajo apolarne repove istega.

Klasifikacija

Glede na značilnosti polarnih skupin so gliceofosfati razvrščeni kot:

- Gliceofosospolipidi negativno naloženi, kot je fosfatidilinozitol 4,5-bifampati.

- Nevtralni glicerofosfolipidi, kot je fosfatidilserin.

- Gliceofosfalipidi, pozitivno naloženi, kot sta fosfatidilholin in fosfatidilelamin.

-Eter-fosfolipidi in plazmalogeni

Čeprav funkcija, ki jo izvajajo, zagotovo ni znana, je znano, da to vrsto lipidov najdemo v celičnih membranah nekaterih živalskih tkiv in v nekaterih enoceličnih organizmih.

Njegova struktura se od najpogostejših fosfolipidov razlikuje glede na vrsto povezave s pomočjo glicerola, verig maščobnih kislin, saj gre. Te maščobne kisline so lahko nasičene ali nenasičene.

V primeru plazmalogenov so verige maščobnih kislin povezane z dihidroksiacetonskim skeletnim fosfatom z dvojno vezjo na C1 ali C2 Carbons.

Plazmalogeni so še posebej obilni v srčnih tkivnih celicah večine vretenčarjev; in številni nevretenčarji, halofitni bakteriji in nekateri cilistični protisti imajo membrane, obogatene s to vrsto fosfolipidov.

Med nekaj znanimi funkcijami teh lipidov je primer faktorja aktiviranja trombocitov pri vretenčarjih, ki je alki-fosfolipid.

Vam lahko služi: biotski in abiotski dejavniki

-Sfingomielinas

Čeprav bi jih lahko razvrstili skupaj s sfingolipidi, saj v glavnem okostju vsebujejo molekulo sfinksina namesto 3-fosfatnega glicerola, ti lipidi predstavljajo drugi najpogostejši razred membranskih fosfolipidov.

Amino skupini sfinksina s pomočjo vezi Amida, verige maščobnih kislin, ki tvori ceramid. Primarna hidroksilna skupina sfinksina je esterificirana s fosforilholinom, kar ima za posledico sfingomielin.

Ti fosfolipidi, kot že ime pove, obogatijo mielinske plašče, ki obdajajo živčne celice, ki imajo velik pomen pri prenosu živčnih impulzov.

Kje so?

Kot kažejo njihove funkcije, fosfolipidi večinoma najdemo kot strukturni del lipidnega bilaja.

Ti lipidi so pogosti v vseh evkariontskih organizmih in celo v mnogih prokariotih, kjer izvajajo podobne funkcije.

Primer glavnih fosfolipidov

Kot smo že večkrat omenili, so gliceofosfalipidi najpomembnejši in obilni fosfolipidi v celicah katerega koli živega organizma. Od tega fosfatidilholin predstavlja več kot 50% fosfolipidov v evkariontskih membranah. Ima skoraj valjasto obliko, zato jo je mogoče organizirati v ravnih lipidnih bikapah.

Po drugi strani je tudi fosfatidilelolamin, vendar je njegova struktura "stožčasta", zato se ne samostojno neselizira kot bicapas in je običajno povezana z mesti, kjer so v membrani ukrivljene mete.

Reference

1. Garrett, r., & Grisham, c. (2010). Biokemija (4. izd.). Boston, ZDA: Brooks/Cole. Cengage učenje.
2. Koolman, J., & Roehm, k. (2005). Atlas of Biochemistry Color (2. izd.). New York, ZDA: Thieme.
3. Li, j., Wang, x., Zhang, t., Wang, c., & Huang, z. (2014). Pregled fosfolipidov in njihovih aplikacij v sistemih za dostavo zdravil. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 1-18.
4. Luckey, m. (2008). Biološka strukturna membrana: z biokemičnimi in biofizičnimi temelji. Cambridge University Press.
5. Mathews, c., Van Holde, k., & Ahern, k. (2000). Biokemija (3. izd.). San Francisco, Kalifornija: Pearson.
6. Murray, r., Bender, d., Botham, k., Kennelly, str., Rodwell, v., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. izd.). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehningerjeva načela biokemije. Omega Editions (5. izd.).
8. Van Meer, g., Voelker, d. R., & Feigenson, g. W. (2008). Membranski lipidi: kje so in kako se obnašajo. Nature Reviews, 9, 112-124.