FOSFATIDILSERĪNS: STRUKTŪRA, SINTĒZE, FUNKCIJAS, ATRAŠANĀS VIETA - BIOLOĢIJA - 2025

Phosphatidylserine ir lipīdu līmeni, kas pieder pie ģimenes fosfolipīdos un glycerolipids grupas vai phosphoglycerides, kas iegūti no 1,2-diacyl glycerol 3-fosfāta. Tā kā tās struktūrā ir aminogrupa, to uzskata par aminofosfolipīdu un atrodas gan eikariotu, gan prokariotu šūnu membrānās.

Pirmo reizi Folčs to aprakstīja 1941. gadā kā liellopu smadzenēs esošais cefalīna sekundārais komponents (smadzeņu lipīdu komplekss, kas arī sastāv no fosfatidiletanolamīna), un 1952. gadā Bērs un Maurukas noskaidroja svarīgu tā ķīmiskās struktūras daļu.

Fosfolipīdu vispārējā shēma. (1) hidrofila galva, (2) hidrofobas astes, (A) fosfatidilholīns, (B) fosfatidiletanolamīns, (C) fosfatidilserīns un (D) fosfatidilglicerīna shēma (Avots: Foobar caur Wikimedia Commons)

Eukariotos šis fosfolipīds pārstāv no 3 līdz 15% no membrānas fosfolipīdiem, un tā daudzuma izmaiņas ir atkarīgas no organisma, audu veida, attiecīgās šūnas tipa un pat no tā attīstības brīža. .

Dažādos pētījumos ir pārbaudīts, ka tā nav eikariotu mitohondrijos, bet par tā klātbūtni ziņots daudzu baktēriju šūnu membrānās, kaut arī tās sintēzes biosintētiskie ceļi šajos organismos ir atšķirīgi.

Šī fosfolipīda sadalījums šūnu membrānās būtībā ir atkarīgs no fermentiem, kas ir atbildīgi par tā ražošanu, un tā kustība (translokācija) starp membrānas monoslāņiem ir atkarīga no aminofosfolipīdu-flipāžu (raugā) un scramblease darbības. un translokāzes (zīdītājiem).

Tas ir būtisks lipīds daudzām nervu sistēmas šūnām tādā mērā, ka tagad ir izstrādāti uztura bagātinātāji, kas to iekļauj to formulējumos, lai uzlabotu noteiktas smadzeņu spējas un novērstu citu deģenerāciju.

Uzbūve

Fosfatidilserīns ir glicerofosfolipīds, un kā tāds tas ir iegūts no 1,2-diacilglicerīna 3-fosfāta molekulas, tas ir, no glicerīna molekulas, kurai ir divas esterificētas taukskābju ķēdes uz 1. un 2. oglekļa un uz 3. oglekļa. ir fosfātu grupa.

Fosfatidilserīna struktūra (Avots: Zirgouflex, izmantojot Wikimedia Commons)

Tāpat kā visi lipīdi, fosfatidilserīns ir amfātiska molekula ar hidrofilu polāro galu, ko pārstāv fosfātu grupa un serīns, kas ar to saistās, un hidrofobu apolāru galu, kas sastāv no taukskābju ķēdēm, kas savienotas ar estera saitēm.

Nosaukums "fosfatidilserīns" attiecas uz visām iespējamām taukskābju kombinācijām ar dažādu garumu un piesātinājuma pakāpi, kuras ir pievienotas glicerīna mugurkaulam ar serīnu, kas pievienots fosfātu grupai uz polārās galvas.

Sintēze

Prokariotos

Prokariotos fosfatidilserīnu ražo fosfatidilserīna sintetāzes fermenti, kas asociējas ar plazmas membrānu vai ar ribosomu frakcijām, atkarībā no tā, vai tā ir attiecīgi gramnegatīva vai grampozitīva baktērija.

Šajos mikroorganismos tiek regulēta fosfatidilserīna sintēze, un tā ir atkarīga no lipīdu veida un daudzuma, kas pieejami sintetāzes enzīma atrašanas vietā.

Raugos

Rauga fosfatidilserīna sintetāze sintezē fosfatidilserīnu no reakcijas starp CDP-diacilglicerīnu un serīnu, veidojot fosfatidilserīnu un CMP. Šis fosfolipīds šajos organismos ir svarīgs starpposms fosfatidilholīna un fosfatidiletanolamīna sintēzē.

Šo reakciju regulē inozīta intracelulārā koncentrācija, kurai ir inhibējoša iedarbība uz enzīmu. Citi mehānismi ietver sintetāzes vai kāda regulējošā enzīma, kas ir iesaistīts biosintēzes ceļā, tiešu fosforilēšanu.

Augstākajos eikariotos (augi un dzīvnieki)

Organismos, piemēram, augos un dzīvniekos (daži autori tos uzskata par augstākiem eikariotiem) fosfatidilserīna sintēze notiek caur kalcija atkarīgu bāzes apmaiņas reakciju, izmantojot fermentus, kas saistīti ar endoplazmatisko retikulumu.

Šāda veida reakcijā fosfolipīdi tiek sintezēti no jau esošiem fosfolipīdiem, no kuriem polārā grupa tiek noņemta un apmainīta ar L-serīna molekulu.

Augos ir divas fosfatidilserīna sintēzes: viena, kas katalizē no kalcija atkarīgo bāzes maiņas reakciju, un otra, kas katalizējas reakcijā, kas ir līdzīga tai, kāda notiek raugā no CDP-diacilglicerīna.

Zīdītājiem ir arī divas fosfatidilserīna sintēzes: viena katalizē fosfatidilserīna sintēzi, izmantojot apmaiņas reakciju starp fosfatidiletanolamīnu un serīnu, bet otra rīkojas tāpat, bet par pamatnes substrātu izmanto fosfatidilholīnu.

Iespējas

Fosfatidilserīns ir atrodams visu veidu eikariotu šūnās; un zīdītājiem ir pierādīts, ka, lai arī tas nav vienādi bagātīgs visos audos un tas nav viens no fosfolipīdiem, kas atrodams lielākā proporcijā, tas ir būtisks šūnu izdzīvošanai.

Taukskābju ķēdēm, kas saistītas ar fosfatidilserīna molekulām daudzu mugurkaulnieku nervu sistēmas šūnās, ir galvenā loma nervu sistēmas darbībā.

Uz šūnas virsmas

Papildus strukturālajām funkcijām bioloģisko membrānu izveidošanai, fosfatidilserīna "pārdale" iezīmē daudzu fizioloģisko procesu sākumu šūnu līmenī zīdītājiem, tāpēc varētu teikt, ka tas ir iesaistīts dažādos šūnu signalizācijas procesos.

Šo procesu piemēri ir asins koagulācija, kad fosfatidilserīns tiek pārvietots uz trombocītu plazmas membrānas ārējo monoklāni, kas veicina dažādu koagulācijas faktoru uzkrāšanos šo šūnu virsmā.

Līdzīgs process notiek spermas šūnu nobriešanas laikā, taču tas vairāk tiek uzskatīts par šī fosfolipīda (kas bagātina plazmas membrānas iekšējo virsmu) asimetriskā sadalījuma "izkliedi".

Sākotnējos ieprogrammētās šūnu nāves (apoptozes) notikumus raksturo arī fosfatidilserīna molekulu iedarbība uz šūnas virsmu, kas "iezīmē" apoptotiskās šūnas sagremošanai ar fagocītisko šūnu vai makrofāgu palīdzību.

Šūnas iekšpusē

Fosfatidilserīna starpšūnu funkcijas ir cieši saistītas ar tā nedaudz katjonajām īpašībām, jo ​​caur tā lādiņu tas var asociēties ar dažādiem perifērajiem proteīniem, kuriem ir negatīvi lādēti reģioni.

Starp šiem proteīniem var izcelt dažas kināzes un GTPāzes, kuras tiek aktivizētas, kad tās saista ar attiecīgo fosfolipīdu.

Fosfatidilserīns piedalās dažu olbaltumvielu "iezīmēšanā", lai virzītu tos uz fagosomām pārstrādes vai noārdīšanās ceļos, kā arī citu modificējot katalītisko aktivitāti.

Ir pierādīts, ka noteiktu jonu kanālu veidošanās ir atkarīga no olbaltumvielu, kas tos veido, asociācijas ar fosfatidilserīnu.

Tas ir prekursoru avots citu fosfolipīdu, piemēram, fosfatidiletanolamīna, sintēzei, ko var iegūt no fosfatidilserīna dekarboksilēšanas (fosfatidilserīns ir mitohondriju fosfatidiletanolamīna priekštecis).

Kur tas atrodas?

Fosfatidilserīns, tāpat kā vairums fosfolipīdu, ir atrodams gandrīz visās šūnu membrānās un bagātina nervu audu šūnu membrānas; un acīs tas ir īpaši bagātīgs tīklenē.

Šūnās, kur tas vairāk vai mazāk atrodams, tas parasti ir atrodams plazmas membrānas iekšējā vienslāņa slānī un endosomās, bet mitohondrijās tas ir reti.

Kā aprakstīts 1941. gadā, fosfatidilserīns ir daļa no vielas, kas daudzu zīdītāju smadzenēs pazīstama kā cefalīns, kā arī fosfatidiletanolamīns.

Ieguvumi no tā uzņemšanas

Fosfatidilserīna nozīme nervu sistēmas darbībā ir plaši pētīta, un jau vairākus gadu desmitus tiek uzskatīts, ka tā uzņemšana var būt labvēlīga centrālās nervu sistēmas veselībai.

Vairākos pētījumos secināts, ka fosfatidilserīna pievienošana uzturā kā uztura bagātinātājs var pozitīvi ietekmēt atmiņas uzlabošanos, mācīšanos, koncentrēšanos un garastāvokļa pazemināšanos, kas saistīta ar vecumu vai novecošanos.

Tiek uzskatīts, ka tas novērš atmiņas zudumu un citas izziņas darbības, piemēram, spriešanu, abstraktu domāšanu, psihomotoriskus traucējumus, personības un uzvedības izmaiņas un citas svarīgas garīgās funkcijas.

Dažos specifiskākos pētījumos ar pacientiem ar atmiņas problēmām fosfatidilserīna uzņemšana tieši veicināja vārdu un seju apgūšanu, vārdu un seju atsaukšanu un sejas atpazīšanu.

Dabisks šī fosfolipīda avots ir zivis. Tomēr sugas, kuras regulāri iekļauj uztura bagātinātājos, iegūst no liellopu smadzeņu garozas vai no sojas pupiņām.

Abu veidu fosfolipīdi pilda vienas un tās pašas funkcijas, taču atšķiras to apolāro astiņu taukskābju īpašībās.

Ir arī ierosināts, ka ar membrānu nesaistīts fosfatidilserīns, kas ņemts kā papildinājums (eksogēns), var veicināt šūnu aizsardzību pret oksidatīvo stresu.

Kontrindikācijas

Pirmie pētījumi un klīniskie pētījumi, kas veikti ar šo fosfolipīdu kā uztura bagātinātāju, atklāja, ka tā intramuskulāra ievadīšana var izraisīt kairinājumu un "apdegumus" un tā intravenozai ievadīšanai nav zināmas nelabvēlīgas ietekmes.

Lietojot perorāli, tā ir droša narkotika, bet devās, kas lielākas par 600 mg pirms gulētiešanas, tas var izraisīt bezmiegu. Tomēr pārskati norāda, ka tas ir drošs un efektīvs, it īpaši, ja to apvieno ar veselīgu dzīvesveidu, kas ietver fizisko vingrinājumu un labu uzturu.

Lai arī liels skaits pētījumu ir parādījuši, ka šī fosfolipīda uzņemšana nerada kaitīgas izmaiņas asins bioķīmijā, viena no iespējamām kontrindikācijām ir saistīta ar infekcijas slimību, piemēram, sūkļveida encefalopātijas, pārnešanu prionu inficēto smadzeņu ekstraktu patēriņa dēļ.

Atsauces

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Bioķīmija (4. izdevums). Bostona, ASV: Brooks / Cole. CENGAGE mācīšanās.
2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). Sojas atvasinātā fosfatidilserīna ietekme uz izziņu ar vecumu saistītas atmiņas traucējumos. Nutritional Neuroscience, 4, 121–134.
3. Kidd, PM (1996). Fosfatidilserīns; Membrānas uzturviela atmiņai. Klīniskais un mehāniskais novērtējums. Alternatīvās medicīnas apskats, 1 (2), 70–84.
4. Kingslijs, M. (2006). Fosfatidilserīna piedevas ietekme uz cilvēku fiziskām aktivitātēm, 36 (8), 657–669.
5. Luckey, M. (2008). Membrānas struktūras bioloģija: ar bioķīmiskajiem un biofizikālajiem pamatiem. Cambridge University Press.
6. Segawa, K., & Nagata, S. (2015). Apoptotisks signāls "Ēd mani": fosfatidilserīna iedarbība. Tendences šūnu bioloģijā, 1. – 12.
7. Vance, JE (2008). Fosfatidilserīns un fosfatidiletanolamīns zīdītāju šūnās: divi ar metabolismu saistīti aminofosfolipīdi. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
8. Vance, JE, & Steenbergen, R. (2005). Fosfatidilserīna metabolisms un funkcijas. Progress lipīdu izpētē, 44, 207-234.
9. Vance, JE, & Tasseva, G. (2013). Fosfatidilserīna un fosfatidiletanolamīna veidošanās un darbība zīdītāju šūnās. Biochimica et Biophysica Acta - lipīdu molekulārā un šūnu bioloģija, 1831 (3), 543–554.