FOSFOGLICERIDI: ZGRADBA, FUNKCIJE IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

V phosphoglycerides ali glicerofosfolipidov so bogate molekule lipidov narave v bioloških membran. Fosfolipidna molekula je sestavljena iz štirih osnovnih komponent: maščobnih kislin, okostja, ki je vezano na maščobno kislino, fosfata in alkohola, ki je pritrjen na slednjo.

Na splošno je na ogljiku 1 glicerola nasičena maščobna kislina (samo enojne vezi), medtem ko je na ogljiku 2 maščobna kislina nenasičenega tipa (dvojne ali trojne vezi med ogljiki).

Vir strukture : Ni na voljo strojno berljivega avtorja. Lennert B domneval (na podlagi trditev o avtorskih pravicah). , prek Wikimedia Commons

Med najvidnejšimi fosfogliceridi v celičnih membranah imamo: sfingomijelin, fosfatidilinozitol, fosfatidilserin in fosfatidiletanolamin.

Hrana, ki je bogata s temi biološkimi molekulami, je med drugim belo meso, kot so ribe, jajčni rumenjak, nekatere vrste organov, školjke in oreščki.

Struktura

Sestavine fosfoglicerida

Fosfoglicerid sestavljajo štirje osnovni strukturni elementi. Prvi je okostje, na katerega so pritrjene maščobne kisline, fosfat in alkohol - slednji je vezan na fosfat.

Hrbtenica fosfogliceridov se lahko tvori iz glicerola ali sfingozina. Prvi je tri-ogljikov alkohol, drugi pa drugi alkohol s kompleksnejšo strukturo.

V glicerolu hidroksilne skupine, ki se nahajajo pri ogljiku 1 in 2, esterificirajo z dvema velikima verižnima karboksilnima skupinama maščobnih kislin. Manjkajoči ogljik, ki se nahaja na položaju 3, se esterificira s fosforno kislino.

Čeprav glicerol nima asimetričnega ogljika, alfa ogljiki niso stereohemično enaki. Tako esterifikacija fosfata na ustreznem ogljiku molekuli daje asimetrijo.

Značilnosti maščobnih kislin v fosfogliceridih

Maščobne kisline so molekule, sestavljene iz verig ogljikovodikov različne dolžine in stopnje nasičenosti in se končajo v karboksilni skupini. Te značilnosti se močno razlikujejo in določajo njihove lastnosti.

Veriga maščobnih kislin je linearna, če je nasičenega tipa ali če je v trans položaju nenasičena. Nasprotno pa prisotnost dvojne vezi cis ustvarja zasuk v verigi, zato je ni treba več predstavljati linearno, kot je to pogosto.

Maščobne kisline z dvojnimi ali trojnimi vezmi pomembno vplivajo na stanje in fizikalno-kemijske lastnosti bioloških membran.

Hidrofobne in hidrofilne lastnosti

Vsak od omenjenih elementov se razlikuje po svojih hidrofobnih lastnostih. Maščobne kisline, ki so lipidi, so hidrofobne ali apolarne, kar pomeni, da se z vodo ne mešajo.

V nasprotju s tem jim preostali elementi fosfolipidov omogočajo medsebojno delovanje v okolju, zahvaljujoč njihovim polarnim ali hidrofilnim lastnostim.

Na ta način se fosfogliceridi razvrstijo kot amfipatične molekule, kar pomeni, da je en konec polarni, drugi pa apolarni.

Lahko uporabimo analogijo tekme oz. Glava vžigalice predstavlja polarno glavo, sestavljeno iz napolnjenega fosfata in njegovih nadomestkov na fosfatni skupini. Podaljševanje tekme je predstavljeno z nepolarnim repom, ki ga tvorijo ogljikovodikove verige.

Skupine polarne narave se polnijo pri pH 7 z negativnim nabojem. To je posledica ionizacijskega pojava fosfatne skupine, ki ima pk blizu 2, in nabojev esterificiranih skupin. Število nabojev je odvisno od vrste preučenega fosfoglicerida.

Lastnosti

Struktura bioloških membran

Lipidi so hidrofobne biomolekule, ki predstavljajo topnost v organskih topilih - na primer kloroformu.

Te molekule imajo najrazličnejše funkcije: igrajo vlogo goriv s shranjevanjem koncentrirane energije; kot signalne molekule; in kot strukturne sestavine bioloških membran.

V naravi je najpogostejša skupina lipidov, ki obstajajo, fosfogliceridi. Njihova glavna funkcija je strukturna, saj so del vseh celičnih membran.

Biološke membrane so razvrščene v obliki dvosloja. To pomeni, da so lipidi združeni v dve plasti, kjer se njihovi hidrofobni repi obrnejo proti notranjosti dvoslojne, polarne glave pa proti zunanjosti in notranjosti celice.

Te strukture so ključne. Mejijo celico in so odgovorni za izmenjavo snovi z drugimi celicami in z zunajceličnim okoljem. Vendar pa membrane vsebujejo druge molekule lipidov, razen fosfogliceridov, in tudi molekule proteinske narave, ki posredujejo pri aktivnem in pasivnem transportu snovi.

Sekundarne funkcije

Poleg tega, da so del bioloških membran, so fosfogliceridi povezani tudi z drugimi funkcijami v celičnem okolju. Nekateri zelo specifični lipidi so del mielinskih membran, snovi, ki pokriva živce.

Nekateri lahko delujejo kot sporočila pri zajemu in prenosu signalov v mobilno okolje.

Presnova

Sinteza

Sinteza fosfogliceridov poteka z vmesnimi presnovki, kot so molekula fosfatidne kisline in tudi triacilgliceroli.

Aktivirani nukleotidni CTP (citidin trifosfat) tvori intermediat, imenovan CDP-diacilglicerol, kjer reakcija pirofosfata daje prednost reakciji na desni strani.

Del, imenovan fosfatidil, reagira z določenimi alkoholi. Produkt te reakcije so fosfogliceridi, vključno s fosfatidilserinom ali fosfatidil inozitolom. Fosfatidil etanolamin ali fosfatidilholin lahko dobimo iz fosfatidilserina.

Obstajajo pa alternativne poti za sintezo zadnjih omenjenih fosfogliceridov. Ta pot vključuje aktiviranje holina ali etanolamina z vezavo na CTP.

Nato pride do reakcije, ki jih združuje s fosfatidatom, pri čemer dobimo fosfatidil etanolamin ali fosfatidilholin kot končni produkt.

Degradacija

Razgradnjo fosfogliceridov obravnavajo encimi, imenovani fosfolipaze. Reakcija vključuje sproščanje maščobnih kislin, ki sestavljajo fosfogliceride. V vseh tkivih živih organizmov ta reakcija poteka nenehno.

Obstaja več vrst fosfolipaz in jih razvrščamo glede na maščobno kislino, ki jo sprostijo. Po tem sistemu razvrščanja ločimo med lipazami A1, A2, C in D.

Fosfolipaze so po naravi vseprisotne in najdemo jih v različnih bioloških entitetah. Črevesni sok, izločki nekaterih bakterij in kačji strup so primeri snovi, ki vsebujejo veliko fosfolipaz.

Končni produkt teh razgradnih reakcij je glicerol-3-fosfat. Tako lahko te sproščene izdelke in proste maščobne kisline ponovno uporabimo za sintezo novih fosfolipidov ali pa jih usmerimo na druge presnovne poti.

Primeri

Fosfatidat

Zgoraj opisana spojina je najpreprostejši fosfoglicerid in se imenuje fosfatidat ali tudi diacilglicerol 3-fosfat. Čeprav v fiziološkem okolju ni zelo bogat, je ključni element za sintezo kompleksnejših molekul.

Fosfogliceridi, pridobljeni iz fosfatidata

Iz najpreprostejše molekule fosfogliceridov lahko pride do biosinteze bolj zapletenih elementov z zelo pomembnimi biološkimi vlogami.

Fosfatna skupina fosfatidata se esterificira s hidroksilno skupino alkoholov - lahko je ena ali več. Najpogostejši alkoholi fofogliceridov so serin, etanolamin, holin, glicerol in inozitol. Ti izvedeni finančni instrumenti bodo opisani spodaj:

Fosfatidiletanolamin

V celičnih membranah, ki so del človeških tkiv, je fosfatidiletanolamin izrazit sestavni del teh struktur.

Sestavljen je iz alkohola, esterificiranega z maščobnimi kislinami v hidroksilih, ki se nahajata v položajih 1 in 2, v položaju 3 pa najdemo fosfatno skupino, esterificirano z amino alkoholom etanolaminom.

Fosfatidilserin

Ta fosfoglicerid na splošno najdemo v enoplastnem delu, ki je obrnjen proti notranjosti - to je citosolni strani - celic. Med postopkom programirane celične smrti se razporeditev fosfatidilserina spremeni in ga najdemo po celični površini.

Fosfatidilinozitol

Fosfatidilinozitol je fosfolipid, ki ga najdemo v nizkih deležih tako v celični membrani kot v membranah podceličnih komponent. Ugotovljeno je bilo, da sodeluje v celičnih komunikacijskih dogodkih, kar povzroča spremembe v notranjem okolju celice.

Sfingomijelin

V skupini fosfolipidov je sfingomijelin edini fosfolipid, ki je prisoten v membranah, katerih struktura ne izhaja iz alkoholnega glicerola. Namesto tega je okostje sestavljeno iz sfingozina.

Strukturno ta zadnja spojina spada v skupino aminoalkoholov in ima dolgo ogljikovo verigo z dvojnimi vezmi.

V tej molekuli se amino skupina na hrbtenici veže na maščobno kislino z vezjo amidnega tipa. Primarna hidroksilna skupina okostja skupaj esterificira v fosfotilholin.

Plazmalogeni

Plazmalogeni so fosfogliceridi z glavami, ki so tvorjene večinoma iz etanolamina, holina in serina. Funkcije teh molekul niso bile popolnoma razjasnjene in v literaturi je o njih malo informacij.

Ker se skupina vinil etra zlahka oksidira, lahko plazmallogeni reagirajo z ostanki kisika brez kisika. Te snovi so proizvodi povprečne celične presnove, za katere je bilo ugotovljeno, da škodujejo celičnim komponentam. Poleg tega so bili povezani tudi s procesi staranja.

Zato je možna funkcija plazmagelov loviti proste radikale, ki lahko negativno vplivajo na celovitost celic.

Reference

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemija. Sem obrnil.
2. Devlin, TM (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Sem obrnil.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Biokemija. Bistveni pojmi. Vseameriški.
4. Melo, V., Ruiz, VM in Cuamatzi, O. (2007). Biokemija presnovnih procesov. Povrni.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plazmalogeni: biosinteza in funkcije. Napredek pri raziskavah lipidov, 40 (3), 199-229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Presnovna biokemija. Uredništvo Tebar.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Osnove biokemije. Umetniški urednik.