Det cardiolipin, også kendt som diphosphatidylglycerol, det er et lipid fra glycerophospholipidfamilien og fra gruppen af polyglycerophospholipider. Det findes i mitokondriemembranen i eukaryote organismer, i plasmamembranen hos mange bakterier og også i nogle arkæer..
Det blev opdaget af Pangborn i 1942 fra analysen af membranlipiderne i hjertevæv i en kvæg. Dens struktur blev foreslået i 1956, og den kemiske syntese fandt sted omkring 10 år senere..
Nogle forfattere mener, at dets tilstedeværelse er begrænset til ATP-producerende membraner, såsom tilfældet med mitokondrier i eukaryoter, plasmamembraner i bakterier og hydrogensomer (mitokondrie-lignende organeller) i visse protister..
Det faktum, at cardiolipin findes i mitokondrierne og i plasmamembranen af bakterier, er blevet brugt til at forstærke baserne i den endosymbiotiske teori, som fastslår, at mitokondrier opstod i stamcellerne af eukaryoter ved fagocytose af en bakterie, som derefter blev til celle afhængig og omvendt.
Dens biosyntetiske vej hos dyr blev beskrevet mellem 1970 og 1972, og senere blev det vist, at det er den samme vej, der forekommer i planter, gær, svampe og hvirvelløse dyr. Det er ikke meget rigeligt lipid, men celler kræver, at det fungerer korrekt.
Betydningen af dette phospholipid for mitokondrier og derfor for cellulær metabolisme er tydeligt, når funktionsfejl i de metaboliske veje, der er forbundet med det, producerer en human patologi kendt som Barths syndrom (kardiovaskulær myopati).
Artikelindeks
Cardiolipin eller diphosphatidylglycerol er sammensat af to molekyler af phosphatidinsyre (det enkleste phospholipid) bundet sammen gennem et molekyle af glycerol.
Phosphatidsyre, et af de almindelige mellemprodukter i de biosyntetiske veje for andre phospholipider, består af et glycerol-3-phosphatmolekyle, hvortil to fedtsyrekæder forestres ved positionerne for carbon 1 og 2, så også kendt som 1,2- diacylglycerol-3-phosphat.
Derfor er cardiolipin sammensat af tre glycerolmolekyler: en central glycerol, der er bundet til en phosphatgruppe ved carbon 1, en anden phosphatgruppe ved carbon 3 og en hydroxylgruppe ved carbon 2; og to "side" glyceroler.
De to "side" glycerolmolekyler er bundet til det centrale molekyle ved "glycerolbroer" gennem deres carbonatomer i position 3. Ved carbonerne i position 1 og 2 forestres to fedtsyrekæder med længde og mætning..
Cardiolipin er et lipid, der måske eller ikke danner dobbeltlag afhængigt af tilstedeværelsen eller fraværet af divalente kationer. Dette hænger sammen med det faktum, at det er et symmetrisk molekyle, hvilket gør det vigtigt i membraner, der er ansvarlige for energitransduktionsprocesser..
Ligesom de andre lipider i gruppen af polyglycerophospholipider har cardiolipin flere hydroxylgrupper, der kan tjene til binding af fedtsyrer. Derfor har den flere positionelle stereoisomerer..
Forskellige undersøgelser har bestemt, at de fedtsyrer, der er bundet til de laterale glycerolmolekyler af cardiolipin, typisk er umættede, men graden af umættethed er ikke bestemt..
Så sådanne fedtsyrer kan være 14-22 carbonatomer i længden og 0-6 dobbeltbindinger. Dette og det faktum, at cardiolipin har fire sammenkædede fedtsyremolekyler, antyder, at der kan være flere variabler og kombinationer af dette phospholipid..
Cardiolipin-biosyntese, som man kunne forvente, begynder med syntesen af phosphatidsyre eller 1,2-diacylglycerol-3-phosphat fra glycerol-3-phosphat og fedtsyrer. Denne proces forekommer i mitokondrier af eukaryoter og i plasmamembranen af bakterier..
Efter dannelse reagerer phosphatidsyre med et højenergimolekyle, der er analogt med ATP: CTP. Derefter dannes et mellemprodukt, også med høj energi, kendt som phosphatidyl-CMP. Den aktiverede phosphatidylgruppe overføres til hydroxylgruppen ved Cl-positionen i det centrale glycerolmolekyle, der fungerer som rygraden..
Denne proces resulterer i et molekyle kaldet phosphatidylglycerophosphat, som hydrolyseres for at give phosphatidylglycerol. Den modtager en anden aktiveret phosphatidylgruppe fra et andet phosphatidyl-CMP-molekyle, en reaktion katalyseret af en phosphatidyltransferase også kendt som cardiolipinsyntase.
Enzymet cardiolipinsyntase ligger i den indre mitokondriale membran og ser ud til at danne et stort kompleks, i det mindste i gær. Dens gen udtrykkes i store mængder i væv, der er rige på mitokondrier, såsom hjerte, lever og skeletmuskel hos hvirveldyr..
Reguleringen af dets aktivitet afhænger i vid udstrækning af de samme transkriptionsfaktorer og endokrine faktorer, der modulerer mitokondriebiogenese.
Når den først er syntetiseret i den indre mitokondrie-membran, skal cardiolipin translokeres mod den ydre mitokondrie-membran, så en række topologiske processer finder sted i membranen, og andre strukturelle elementer i den samme er tilpasset..
Indholdet af cardiolipin i bakterier kan være meget variabelt og afhænger hovedsageligt af cellernes fysiologiske tilstand: det er normalt mindre rigeligt i den eksponentielle vækstfase og mere rigeligt, når der er reduktion af det (for eksempel i den stationære fase).
Dens biosyntetiske vej kan udløses af forskellige stressende stimuli såsom energiunderskud eller osmotisk stress.
Indtil dannelsen af phosphatidylglycerol er processen i eukaryoter og prokaryoter ækvivalent, men i prokaryoter modtager phosphatidylglycerol ved transesterificering en phosphatidylgruppe fra et andet phosphatidylglycerolmolekyle. Denne reaktion katalyseres af et enzym af phospholipase D-type, også kendt som cardiolipinsyntase..
Denne reaktion er kendt som "transphosphatidylation" -reaktionen (fra engelsk "transphosphatidylering "), hvor den ene af phosphatidylglycerolerne fungerer som en donor af phosphatidylgruppen og den anden som en acceptor.
De fysiske egenskaber ved cardiolipin-molekyler tillader tilsyneladende visse interaktioner, der spiller vigtige roller i den strukturelle organisering af membranerne, hvor de findes..
Blandt disse funktioner er diskrimination af nogle membrandomæner, interaktionen eller "crossover" med transmembranproteiner eller deres underdomæner, blandt andre..
Takket være dets fysisk-kemiske egenskaber genkendes cardiolipin som et lipid, der ikke danner et dobbeltlag, men hvis funktion kan være at stabilisere og "rumme" transmembranproteinerne i lipid-dobbeltlagene..
Dens elektriske egenskaber giver især funktioner i protonoverførselsprocesserne, der finder sted i mitokondrier.
Selvom celler kan overleve uden dette phospholipid, har nogle undersøgelser bestemt, at det er nødvendigt for deres optimale funktion.
Endnu ingen kommentarer