FOSFOGLICERĪDI: STRUKTŪRA, FUNKCIJAS UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

The phosphoglycerides vai glycerophospholipids ir bagātīgi molekulas lipīdu rakstura bioloģisko membrānām. Fosfolipīdu molekulu veido četri pamata komponenti: taukskābes, skelets, kas piestiprināts taukskābēm, fosfāts un spirts, kas pievienots pēdējam.

Parasti uz glicerīna 1. oglekļa ir piesātināta taukskābe (tikai atsevišķas saites), savukārt uz oglekļa 2 taukskābe ir nepiesātināta tipa (divkāršās vai trīskāršās saites starp oglekļa atomu).

Struktūras
avots: nav sniegts mašīnlasāms autors. Lennerts B pieņēma (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām). , izmantojot Wikimedia Commons

Starp redzamākajiem fosforglicerīdiem šūnu membrānās mums ir: sfingomielīns, fosfatidilinozitols, fosfatidilserīns un fosfatidiletanolamīns.

Pārtika, kas bagāta ar šīm bioloģiskajām molekulām, ir baltā gaļa, piemēram, zivis, olu dzeltenumi, dažu orgānu gaļa, gliemenes un rieksti.

Uzbūve

Fosfoglicerīda komponenti

Fosfoglicerīdu veido četri pamata struktūras elementi. Pirmais ir skelets, pie kura ir piestiprinātas taukskābes, fosfāts un spirts - pēdējais ir pievienots fosfātam.

Fosfoglicerīdu mugurkaulu var veidot no glicerīna vai sfingozīna. Pirmais ir trīs oglekļa spirts, bet otrais ir vēl viens spirts ar sarežģītāku struktūru.

Glicerīnā hidroksilgrupas pie oglekļa 1 un 2 tiek esterētas ar divām lielām ķēžu taukskābju karboksilgrupām. Trūkstošo oglekli, kas atrodas 3. pozīcijā, esterizē ar fosforskābi.

Lai arī glicerīnam nav asimetriskas oglekļa, alfa oglekļi nav stereoķīmiski identiski. Tādējādi fosfāta esterifikācija pie attiecīgā oglekļa piešķir asimetriju molekulai.

Fosfoglicerīdu taukskābju raksturojums

Taukskābes ir molekulas, kas sastāv no dažāda garuma un nepiesātinātības pakāpes ogļūdeņražu ķēdēm un beidzas karboksilgrupā. Šie raksturlielumi ievērojami atšķiras, un tie nosaka to īpašības.

Taukskābju ķēde ir lineāra, ja tā ir piesātināta tipa vai ja tā ir nepiesātināta trans stāvoklī. Turpretī cis tipa divkāršās saites klātbūtne rada ķēdi savijumu, tāpēc tai vairs nav jābūt attēlotai lineāri, kā tas bieži notiek.

Taukskābes ar divkāršām vai trīskāršām saitēm ievērojami ietekmē bioloģisko membrānu stāvokli un fizikāli ķīmiskās īpašības.

Hidrofobās un hidrofilās īpašības

Katrs no minētajiem elementiem atšķiras ar hidrofobām īpašībām. Taukskābes, kas ir lipīdi, ir hidrofobas vai apolāri, kas nozīmē, ka tās nesajaucas ar ūdeni.

Turpretī pārējie fosfolipīdu elementi ļauj tiem mijiedarboties vidē, pateicoties to polārajām vai hidrofilajām īpašībām.

Tādā veidā fosfoglicerīdi tiek klasificēti kā amfātiskās molekulas, kas nozīmē, ka viens gals ir polārs, bet otrs ir polārs.

Mēs varam izmantot mača vai mača analoģiju. Mača galva apzīmē polāro galvu, ko veido uzlādēts fosfāts un tā aizstājumi fosfātu grupā. Mača pagarinājumu attēlo nepolāra aste, ko veido ogļūdeņražu ķēdes.

Polāra rakstura grupas tiek uzlādētas ar pH 7 ar negatīvu lādiņu. Tas ir saistīts ar fosfātu grupas jonizācijas parādībām, kurām pk ir tuvu 2, un esterificēto grupu lādiņiem. Lādiņu skaits ir atkarīgs no pētītā fosfoglicerīda veida.

Iespējas

Bioloģisko membrānu uzbūve

Lipīdi ir hidrofobiskas biomolekulas, kas šķīst organiskos šķīdinātājos, piemēram, piemēram, hloroformā.

Šīm molekulām ir ļoti dažādas funkcijas: tās spēlē degvielu, uzkrājot koncentrētu enerģiju; kā signalizācijas molekulas; un kā bioloģisko membrānu strukturālās sastāvdaļas.

Dabā vispilnīgākā lipīdu grupa, kas pastāv, ir fosfoglicerīdi. Viņu galvenā funkcija ir strukturāla, jo tie ir visu šūnu membrānu sastāvdaļa.

Bioloģiskās membrānas ir sagrupētas divslāņu formā. Tas nozīmē, ka lipīdi tiek grupēti divos slāņos, kur to hidrofobās astes ir vērstas pret divslāņu iekšpusi, un polārās galvas ir vērstas uz šūnas ārpusi un iekšpusi.

Šīs struktūras ir izšķirīgas. Viņi norobežo šūnu un ir atbildīgi par vielu apmaiņu ar citām šūnām un ar ārpusšūnu vidi. Tomēr membrānas satur citas lipīdu molekulas, kas nav fosfoglicerīdi, kā arī olbaltumvielu molekulas, kas mediē aktīvo un pasīvo vielu transportēšanu.

Sekundārās funkcijas

Fosfoglicerīdi ir ne tikai bioloģisko membrānu daļa, bet arī saistīti ar citām funkcijām šūnu vidē. Daži ļoti specifiski lipīdi ir daļa no mielīna membrānām - viela, kas pārklāj nervus.

Daži no tiem var darboties kā ziņojumi signālu uztveršanā un pārraidē uz šūnu vidi.

Vielmaiņa

Sintēze

Fosfoglicerīdu sintēzi veic, sākot no starpproduktu metabolītiem, piemēram, fosfatidīnskābes molekulas, kā arī no triacilglicerīniem.

Aktivēts nukleotīds CTP (citidīna trifosfāts) veido starpproduktu ar nosaukumu CDP-diacilglicerīns, kur pirofosfāta reakcija veicina reakciju labajā pusē.

Daļa, ko sauc par fosfatidilu, reaģē ar noteiktiem spirtiem. Šīs reakcijas produkts ir fosfoglicerīdi, ieskaitot fosfatidilserīnu vai fosfatidilinozītu. No fosfatidilserīna var iegūt fosfatidil etanolamīnu vai fosfatidilholīnu.

Tomēr ir arī alternatīvi veidi, kā sintezēt pēdējos minētos fosfoglicerīdus. Šis ceļš ietver holīna vai etanolamīna aktivizēšanu, saistoties ar CTP.

Pēc tam notiek reakcija, kas tos apvieno ar fosfatidātu, iegūstot fosfatidil-etanolamīnu vai fosfatidilholīnu kā galaproduktu.

Degradācija

Fosfoglicerīdu sadalīšanos veic fermenti, ko sauc par fosfolipāzēm. Reakcija ietver taukskābju, kas veido fosfoglicerīdus, izdalīšanos. Visos dzīvu organismu audos šī reakcija notiek pastāvīgi.

Ir vairāki fosfolipāžu veidi, un tos klasificē pēc taukskābēm, kuras tās izdalās. Pēc šīs klasifikācijas sistēmas mēs atšķiram lipāzes A1, A2, C un D.

Fosfolipāzes pēc savas būtības ir visuresošas, un mēs atrodam tās dažādās bioloģiskās entītijās. Zarnu sula, noteiktu baktēriju izdalījumi un čūskas inde ir tādu vielu piemēri, kurās ir daudz fosfolipāžu.

Šo sadalīšanās reakciju galaprodukts ir glicerīna-3-fosfāts. Tādējādi šos izdalītos produktus kopā ar brīvajām taukskābēm var izmantot atkārtoti, lai sintezētu jaunus fosfolipīdus vai novirzītu citiem metabolisma ceļiem.

Piemēri

Fosfatidāts

Iepriekš aprakstītais savienojums ir vienkāršākais fosfoglicerīds, un to sauc par fosfatidātu, vai arī par diacilglicerīna 3-fosfātu. Lai arī tas nav ļoti bagātīgs fizioloģiskajā vidē, tas ir galvenais elements sarežģītāku molekulu sintēzē.

Fosfoglicerīdi, kas iegūti no fosfatidāta

No vienkāršākās fosfoglicerīdu molekulas var notikt sarežģītāku elementu biosintēze ar ļoti svarīgām bioloģiskām lomām.

Fosfatidāta fosfātu grupa tiek esterificēta ar spirtu hidroksilgrupu - tā var būt viena vai vairākas. Visbiežākie folfoglicerīdu spirti ir serīns, etanolamīns, holīns, glicerīns un inozitols. Šie atvasinājumi tiks aprakstīti turpmāk:

Fosfatidiletanolamīns

Šūnu membrānās, kas ir daļa no cilvēka audiem, fosfatidiletanolamīns ir ievērojama šo struktūru sastāvdaļa.

Tas sastāv no spirta, kas esterificēts ar taukskābēm hidroksilās, kas atrodas 1. un 2. pozīcijā, savukārt 3. pozīcijā mēs atrodam fosfātu grupu, kas ir esterificēta ar aminospirta etanolamīnu.

Fosfatidilserīns

Parasti šis fosfoglicerīds ir atrodams vienslāņa slānī, kas ir vērsts pret šūnu iekšpusi - tas ir, citosolisko pusi. Programmētās šūnu nāves laikā mainās fosfatidilserīna sadalījums un tas ir atrodams visā šūnas virsmā.

Fosfatidilinozitols

Fosfatidilinozitols ir fosfolipīds, kas nelielā daudzumā atrodams gan šūnu membrānā, gan subcelulāro komponentu membrānās. Ir konstatēts, ka tā piedalās šūnu komunikācijas pasākumos, izraisot izmaiņas šūnas iekšējā vidē.

Sfingomielīns

Fosfolipīdu grupā sfingomielīns ir vienīgais membrānās esošais fosfolipīds, kura struktūra nav iegūta no spirta glicerīna. Tā vietā skelets sastāv no sfingozīna.

Strukturāli šis pēdējais savienojums pieder pie aminoalkoholu grupas un tam ir gara oglekļa ķēde ar divkāršām saitēm.

Šajā molekulā aminogrupa uz mugurkaula ir saistīta ar taukskābi caur amīda tipa saiti. Kopā skeleta primārā hidroksilgrupa tiek esterificēta par fosfotilholīnu.

Plazmalogēni

Plasmallogēni ir fosfoglicerīdi, kuru galviņas galvenokārt veidojas no etanolamīna, holīna un serīna. Šo molekulu funkcijas nav pilnībā noskaidrotas, un literatūrā par tām ir maz informācijas.

Tā kā vinila ētera grupa ir viegli oksidēta, plazmalogēni spēj reaģēt ar skābekļa brīvajiem radikāļiem. Šīs vielas ir vidējā šūnu metabolisma produkti, un ir konstatēts, ka tās bojā šūnu komponentus. Turklāt tie ir bijuši saistīti arī ar novecošanās procesiem.

Tāpēc plazmalogēnu iespējamā funkcija ir ieslodzīt brīvos radikāļus, kas potenciāli var negatīvi ietekmēt šūnu integritāti.

Atsauces

1. Bergs, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Bioķīmija. Es apgriezos.
2. Devlins, TM (2004). Bioķīmija: mācību grāmata ar klīnisko pielietojumu. Es apgriezos.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Bioķīmija. Būtiski jēdzieni. Pan American.
4. Melo, V., Ruiz, VM, & Cuamatzi, O. (2007). Metabolisma procesu bioķīmija. Atgriezties.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plazmalogēni: biosintēze un funkcijas. Lipīdu izpētes sasniegumi, 40 (3), 199–229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Metaboliskā bioķīmija. Redakcijas Tebars.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Bioķīmijas pamati. Mākslinieciskais redaktors.