Struktura, funkce a příklady fosfoglyceridů

fosfoglyceridy nebo glycerofosfolipidy jsou molekuly lipidové povahy bohaté na biologické membrány. Molekula fosfolipidu se skládá ze čtyř základních složek: mastných kyselin, kostry navázané na mastnou kyselinu, fosfátu a alkoholu spojeného s mastnými kyselinami..

Obecně platí, že v uhlíku 1 glycerolu je nasycená mastná kyselina (pouze jednoduché vazby), zatímco v uhlíku 2 je mastná kyselina nenasyceného typu (dvojné nebo trojné vazby mezi uhlíky)..

Mezi nejvýznamnější fosfoglyceridy v buněčných membránách patří: sfingomyelin, fosfatidylinositol, fosfatidylserin a fosfatidylethanolamin..

Potraviny, které jsou bohaté na tyto biologické molekuly jsou bílá masa, jako jsou ryby, žloutky, některá organická masa, mořské plody, ořechy, mezi ostatními..

Index

• 1 Struktura
  • 1.1 Složky fosfoglyceridu
  • 1.2 Charakteristika mastných kyselin ve fosfoglyceridech
  • 1.3 Hydrofobní a hydrofilní vlastnosti
• 2 Funkce
  • 2.1 Struktura biologických membrán
  • 2.2 Sekundární funkce
• 3 Metabolismus
  • 3.1 Shrnutí
  • 3.2 Degradace
• 4 Příklady
  • 4.1 Fosfatidát
  • 4.2 Fosfoglyceridy odvozené od fosfatidátu
  • 4.3 Fosfatidylethanolamin
  • 4.4 Fosfatidylserin
  • 4.5 Fosfatidylinositol
  • 4.6 Sfingomyelin
  • 4.7 Plazmata
• 5 Odkazy

Struktura

Složky fosfoglyceridu

Fosfoglycerid je tvořen čtyřmi základními strukturními prvky. První z nich je kostra, která je spojena s mastnými kyselinami, fosfátem a alkoholem, který je vázán na fosfát.

Kostra fosfoglyceridů může být tvořena glycerolem nebo sfingosinem. Prvním z nich je alkohol s třemi uhlíky, zatímco druhý je alkohol s komplexnější strukturou.

V glycerolu jsou hydroxylové skupiny umístěné na uhlíku 1 a 2 esterifikovány dvěma karboxylovými skupinami s velkými řetězci mastných kyselin. Chybějící uhlík umístěný v poloze 3 je esterifikován kyselinou fosforečnou.

Ačkoli glycerol nemá asymetrický uhlík, uhlíky alfa nejsou stereochemicky identické. Esterifikace fosfátu v odpovídajícím uhlíku tedy molekule dodává asymetrii.

Charakteristika mastných kyselin ve fosfoglyceridech

Mastné kyseliny jsou molekuly složené z uhlovodíkových řetězců s různou délkou a stupněm nenasycenosti a končící karboxylovou skupinou. Tyto charakteristiky se značně liší a určují jejich vlastnosti.

Řetěz mastné kyseliny je lineární, pokud je nasyceného typu nebo je nenasycený v poloze trans. Naproti tomu přítomnost dvojné vazby typu cis vytváří točení v řetězci, takže již není nutné jej reprezentovat lineárním způsobem, jak se obvykle provádí.

Mastné kyseliny s dvojnými nebo trojnými vazbami mají významný vliv na stav a fyzikálně-chemické vlastnosti biologických membrán.

Hydrofobní a hydrofilní vlastnosti

Každý z uvedených prvků se liší svými hydrofobními vlastnostmi. Mastné kyseliny, jako lipidy, jsou hydrofobní nebo nepolární, což znamená, že se nemíchají s vodou.

Naproti tomu zbytek prvků fosfolipidů jim umožňuje díky jejich polárním nebo hydrofilním vlastnostem interagovat v prostředí..

Tímto způsobem jsou fosfoglyceridy klasifikovány jako amfipatické molekuly, což znamená, že jeden konec je polární a druhý je nepolární..

Můžeme použít analogii zápasu nebo zápasu. Hlava utkání představuje polární hlavu tvořenou nabitým fosfátem a substitucemi fosfátové skupiny. Prodloužení shody představuje nepolární ocas, tvořený uhlovodíkovými řetězci.

Polární skupiny přírody jsou nabity při pH 7 s negativním nábojem. To je způsobeno ionizačním jevem fosfátové skupiny, která má a pk blízké 2, a na náboje esterifikovaných skupin. Počet nábojů závisí na typu studovaného fosfoglyceridu.

Funkce

Struktura biologických membrán

Lipidy jsou hydrofobní biomolekuly, které mají rozpustnost v rozpouštědlech organického typu - jako je například chloroform.

Tyto molekuly mají širokou paletu funkcí: plnit úlohu paliva skladováním koncentrované energie; jako signální molekuly; a jako strukturní složky biologických membrán.

V přírodě jsou nejrozšířenější skupinou lipidů, které existují, fosfoglyceridy. Jeho hlavní funkce je strukturního typu, protože jsou součástí všech buněčných membrán.

Biologické membrány jsou seskupeny do dvouvrstvé formy. To znamená, že lipidy jsou seskupeny do dvou vrstev, kde jejich hydrofobní ocasy vypadají uvnitř dvojvrstvy a polární hlavy dávají vnější a vnitřní buňku..

Tyto struktury jsou klíčové. Vymezují buňku a mají na starosti výměnu látek s jinými buňkami as extracelulárním médiem. Membrány však obsahují lipidové molekuly jiné než fosfoglyceridy a také molekuly proteinové povahy, které zprostředkovávají aktivní a pasivní transport látek..

Sekundární funkce

Kromě toho, že jsou fosfoglyceridy součástí biologických membrán, jsou spojeny s dalšími funkcemi v buněčném prostředí. Některé velmi specifické lipidy jsou součástí membrán myelinu, látky, která pokrývá nervy.

Některé mohou působit jako zprávy při zachycení a přenosu signálů do buněčného prostředí.

Metabolismus

Syntéza

Syntéza fosfoglyceridů se provádí z intermediárních metabolitů, jako je molekula kyseliny fosfatidové a také triacylglycerolů..

Aktivovaný CTP nukleotid (trifosfát cytidinu) tvoří meziprodukt zvaný CDP-diacylglycerol, kde pyrofosfátová reakce podporuje reakci na pravé straně..

Část nazývaná fosfatidyl reaguje s určitými alkoholy. Produktem této reakce jsou fosfoglyceridy, mezi nimi fosfatidylserin nebo fosfatidylinositol. Fosfatidylserin může být použit pro získání fosfatidyl ethanolaminu nebo fosfatidylcholinu.

Existují však alternativní způsoby syntézy posledně uvedených fosfoglyceridů. Tato cesta zahrnuje aktivaci cholinu nebo ethanolaminu vazbou na CTP.

Následně dochází k reakci, která je spojuje s fosfatidátem, čímž se získá finální produkt fosfatidylethanolaminu nebo fosfatidylcholinu..

Degradace

Degradace fosfoglyceridů se provádí enzymy nazývanými fosfolipázy. Reakce zahrnuje uvolnění mastných kyselin, které tvoří fosfoglyceridy. Ve všech tkáních živých organismů probíhá tato reakce neustále.

Existuje několik typů fosfolipáz a jsou klasifikovány podle mastné kyseliny, kterou uvolňují. Podle tohoto klasifikačního systému rozlišujeme mezi lipázami A1, A2, C a D.

Fosfolipázy jsou v přírodě všudypřítomné a nalézáme je v různých biologických entitách. Střevní šťáva, sekrece některých bakterií a jed hadů jsou příklady látek s vysokým obsahem fosfolipáz.

Konečným produktem těchto degradačních reakcí je glycerol-3-fosfát. Tyto uvolněné produkty spolu s volnými mastnými kyselinami tak mohou být znovu použity pro syntézu nových fosfolipidů nebo mohou být směrovány do jiných metabolických drah..

Příklady

Fosfatidát

Sloučenina popsaná výše je nejjednodušším fosfoglyceridem a nazývá se fosfatidát, nebo také diacylglycerol-3-fosfát. Ačkoli ve fyziologickém prostředí není příliš hojný, je klíčovým prvkem pro syntézu složitějších molekul.

Fosfoglyceridy odvozené od fosfatidátu

Od nejjednodušší molekuly fosfoglyceridů se může objevit biosyntéza složitějších prvků s velmi důležitými biologickými rolemi..

Fosfátová skupina fosfatidátu je esterifikována hydroxylovou skupinou alkoholů - může být jedna nebo více. Nejběžnější alkoholy folfoglyceridů jsou serin, ethanolamin, cholin, glycerol a inositol. Tyto deriváty budou popsány níže:

Fosfatidylethanolamin

V buněčných membránách, které jsou součástí lidských tkání, je významnou složkou těchto struktur fosfatidylethanolamin.

Skládá se z alkoholu esterifikovaného mastnými kyselinami v hydroxylech umístěných v polohách 1 a 2, zatímco v poloze 3 najdeme fosfátovou skupinu, esterifikovanou aminoalkoholem ethanolaminem.

Fosfatidylserin

Obecně se tento fosfoglycerid nachází v monovrstvě, která dává interiéru - tj. Cytosolické straně - buněk. Během procesu programované buněčné smrti se mění distribuce fosfatidylserinu a nachází se v celém povrchu buňky.

Fosfatidylinositol

Fosfatidylinositol je fosfolipid, který se nachází v nízkých podílech jak v buněčné membráně, tak v membránách subcelulárních složek. Bylo zjištěno, že se účastní událostí buněčné komunikace, což způsobuje změny ve vnitřním prostředí buňky.

Sfingomyelin

Ve skupině fosfolipidů je sfingomyelin jediným fosfolipidem přítomným v membránách, jejichž struktura není odvozena od alkoholového glycerolu. Místo toho je kostra tvořena sfingosinem.

Strukturálně tato poslední sloučenina patří do skupiny aminoalkoholů a má dlouhý uhlíkový řetězec s dvojnými vazbami.

V této molekule je aminoskupina kostry spojena s mastnou kyselinou amidovou vazbou. Primární hydroxylová skupina skeletu je společně esterifikována na fosfotycholin.

Plazmalogeny

Plazmaty jsou fosfoglyceridy s hlavami tvořenými především ethanolaminem, cholinem a serinem. Funkce těchto molekul nebyly plně objasněny a v literatuře je o nich málo informací.

Díky tomu, že se vinyletherová skupina snadno oxiduje, jsou plazmové reagencie schopny reagovat s volnými radikály kyslíku. Tyto látky jsou produkty průměrného buněčného metabolismu a bylo zjištěno, že poškozují buněčné složky. Kromě toho se také týkaly procesů stárnutí.

Proto je možnou funkcí plazmlogenů zachycení volných radikálů, které mohou mít potenciálně negativní účinky na buněčnou integritu.

Odkazy

1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochemie. Obrátil jsem se.
2. Devlin, T. M. (2004). Biochemie: učebnice s klinickými aplikacemi. Obrátil jsem se.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, C. S., & Yáñez, E. (2011). Biochemie Základní pojmy. Panamericana.
4. Melo, V., Ruiz, V. M., & Cuamatzi, O. (2007). Biochemie metabolických procesů. Reverte.
5. Nagan, N., a Zoeller, R. A. (2001). Plazmalogy: biosyntéza a funkce. Pokrok ve výzkumu lipidů, 40(3), 199-229.
6. Pertierra, A. G., Olmo, R., Aznar, C. C., & Lopez, C. T. (2001). Metabolická biochemie. Redakční Tebar.
7. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C. W. (2014). Základy biochemie. Umělecký vydavatel.