Phosphoglycerider struktur, funktioner og eksempler

1092
Simon Doyle

Det phosphoglycerider eller glycerophospholipider er lipidmolekyler, der er rigelige i biologiske membraner. Et phospholipidmolekyle består af fire basiske komponenter: fedtsyrer, et skelet bundet til fedtsyren, et fosfat og en alkohol bundet til sidstnævnte..

Generelt er der på carbon 1 i glycerol en mættet fedtsyre (kun enkeltbindinger), mens på kulstof 2 er fedtsyren af ​​den umættede type (dobbelt eller tredobbelt binding mellem kulstofferne).

Struktur
Kilde: Ingen maskinlæsbar forfatter angivet. Antog Lennert B (baseret på krav om ophavsret). [Offentligt domæne] via Wikimedia Commons

Blandt de mest fremtrædende phosphoglycerider i cellemembraner har vi: sfingomyelin, phosphatidylinositol, phosphatidylserin og phosphatidylethanolamin.

Fødevarer, der er rige på disse biologiske molekyler, er hvidt kød, såsom fisk, æggeblommer, nogle organkød, skaldyr og nødder..

Artikelindeks

  • 1 Struktur
    • 1.1 Komponenter af et phosphoglycerid
    • 1.2 Karakteristika for fedtsyrer i phosphoglycerider
    • 1.3 Hydrofobe og hydrofile egenskaber
  • 2 funktioner
    • 2.1 Struktur af biologiske membraner
    • 2.2 Sekundære funktioner
  • 3 Metabolisme
    • 3.1 Syntese
    • 3.2 Nedbrydning
  • 4 eksempler
    • 4.1 Phosphatidat
    • 4.2 Phosphoglycerider afledt af phosphatidat
    • 4.3 Phosphatidylethanolamin
    • 4.4 Phosphatidylserin
    • 4.5 Phosphatidylinositol
    • 4.6 Sphingomyelin
    • 4.7 Plasmalogener
  • 5 Referencer

Struktur

Komponenter af et phosphoglycerid

Et phosphoglycerid består af fire grundlæggende strukturelle elementer. Førstnævnte er et skelet, hvortil fedtsyrer, et fosfat og en alkohol er bundet - sidstnævnte er bundet til fosfat.

Phosphoglycerid-rygraden kan dannes af glycerol eller sfingosin. Den første er en tre-kulalkohol, mens den anden er en anden alkohol med en mere kompleks struktur.

I glycerol forestres hydroxylgrupperne ved carbon 1 og 2 af to store kædecarboxylgrupper af fedtsyrer. Det manglende kulstof, der er placeret i position 3, forestres med en fosforsyre.

Selvom glycerol ikke har et asymmetrisk kulstof, er alfa-kulstofferne ikke stereokemisk identiske. Således giver forestring af et phosphat på det tilsvarende carbon asymmetri til molekylet.

Karakteristika for fedtsyrer i phosphoglycerider

Fedtsyrer er molekyler sammensat af carbonhydridkæder med varierende længde og grad af umættethed og ender i en carboxylgruppe. Disse egenskaber varierer betydeligt og bestemmer deres egenskaber..

Fedtsyrekæden er lineær, hvis den er af den mættede type, eller hvis den er umættet i stilling trans. I modsætning hertil er tilstedeværelsen af ​​en dobbeltbinding af typen cis skaber et twist i kæden, så det ikke længere skal repræsenteres lineært, som det ofte er tilfældet.

Fedtsyrer med dobbelt eller tredobbelt binding påvirker signifikant tilstanden og de fysisk-kemiske egenskaber ved biologiske membraner.

Hydrofobe og hydrofile egenskaber

Hvert af de nævnte elementer adskiller sig i deres hydrofobe egenskaber. Fedtsyrer, der er lipider, er hydrofobe eller apolare, hvilket betyder at de ikke blandes med vand.

I modsætning hertil giver resten af ​​elementerne i fosfolipider dem mulighed for at interagere i et miljø takket være deres polære eller hydrofile egenskaber..

På denne måde klassificeres phosphoglycerider som amfipatiske molekyler, hvilket betyder at den ene ende er polær og den anden er apolar..

Vi kan bruge analogien til et match eller et match. Kampens hoved repræsenterer det polære hoved, der består af det ladede fosfat og substitutionerne af det på fosfatgruppen. Forlængelsen af ​​kampen er repræsenteret af en ikke-polær hale, dannet af kulbrintekæder.

Grupper af polær art lades ved pH 7 med en negativ ladning. Dette skyldes ioniseringsfænomenet i phosphatgruppen, som har en pk tæt på 2 og afgifterne for de forestrede grupper. Antallet af ladninger afhænger af den undersøgte type fosfoglycerid.

Funktioner

Struktur af biologiske membraner

Lipider er hydrofobe biomolekyler, der præsenterer opløselighed i organiske opløsningsmidler - f.eks. Chloroform..

Disse molekyler har en lang række funktioner: spiller en rolle som brændstoffer ved at lagre koncentreret energi; som signalmolekyler; og som strukturelle komponenter i biologiske membraner.

I naturen er den mest almindelige gruppe af lipider, der findes, phosphoglycerider. Deres hovedfunktion er strukturel, da de er en del af alle cellemembraner.

Biologiske membraner er grupperet i form af et dobbeltlag. Hvilket betyder, at lipider er grupperet i to lag, hvor deres hydrofobe haler vender mod det indre af dobbeltlaget, og de polære hoveder vender mod det ydre og indre af cellen..

Disse strukturer er afgørende. De afgrænser cellen og er ansvarlig for udveksling af stoffer med andre celler og med det ekstracellulære miljø. Imidlertid indeholder membranerne andre lipidmolekyler bortset fra phosphoglycerider, og også molekyler af protein-art, der formidler den aktive og passive transport af stoffer..

Sekundære funktioner

Ud over at være en del af biologiske membraner er phosphoglycerider forbundet med andre funktioner i det cellulære miljø. Nogle meget specifikke lipider er en del af membranerne i myelin, det stof, der dækker nerverne.

Nogle kan fungere som beskeder i opsamling og transmission af signaler til det cellulære miljø.

Metabolisme

Syntese

Syntesen af ​​phosphoglycerider udføres startende fra mellemliggende metabolitter, såsom phosphatidsyremolekylet og også triacylglyceroler..

Et aktiveret nukleotid CTP (cytidintriphosphat) danner et mellemprodukt kaldet CDP-diacylglycerol, hvor pyrophosphatreaktionen favoriserer reaktionen til højre.

Den del, der kaldes phosphatidyl, reagerer med visse alkoholer. Produktet af denne reaktion er phosphoglycerider, herunder phosphatidylserin eller phosphatidylinositol. Phosphatidylethanolamin eller phosphatidylcholin kan opnås fra phosphatidylserin.

Der er imidlertid alternative veje til at syntetisere de sidstnævnte phosphoglycerider. Denne vej involverer aktivering af cholin eller ethanolamin ved binding til CTP..

Efterfølgende opstår en reaktion, der forener dem med phosphatidat, hvorved der opnås phosphatidylethanolamin eller phosphatidylcholin som slutprodukt..

Nedbrydning

Nedbrydningen af ​​phosphoglycerider udføres af enzymer kaldet phospholipases. Reaktionen involverer frigivelse af de fedtsyrer, der udgør phosphoglycerider. I alle væv af levende organismer finder denne reaktion sted konstant.

Der er flere typer phospholipaser, og de klassificeres i henhold til fedtsyren, som de frigives. Efter dette klassificeringssystem skelner vi mellem lipaser A1, A2, C og D..

Phospholipases er allestedsnærværende, og vi finder dem i forskellige biologiske enheder. Tarmsaft, sekretion af visse bakterier og slangegift er eksempler på stoffer med højt indhold af fosfolipaser..

Slutproduktet af disse nedbrydningsreaktioner er glycerol-3-phosphat. Således kan disse frigivne produkter plus frie fedtsyrer genanvendes til at syntetisere nye phospholipider eller ledes til andre metaboliske veje..

Eksempler

Phosphatidat

Forbindelsen beskrevet ovenfor er det enkleste phosphoglycerid og kaldes phosphatidat eller også diacylglycerol 3-phosphat. Selvom det ikke er meget rigeligt i det fysiologiske miljø, er det et nøgleelement til syntese af mere komplekse molekyler.

Phosphoglycerider afledt af phosphatidat

Fra det enkleste phosphoglyceridmolekyle kan biosyntese af mere komplekse grundstoffer forekomme med meget vigtige biologiske roller..

Phosphatgruppen af ​​phosphatidat forestres med hydroxylgruppen af ​​alkoholer - den kan være en eller flere. De mest almindelige alkoholer af folfoglyceriderne er serin, ethanolamin, cholin, glycerol og inositol. Disse derivater vil blive beskrevet nedenfor:

Phosphatidylethanolamin

I cellemembraner, der er en del af humant væv, er phosphatidylethanolamin en fremtrædende komponent i disse strukturer.

Den består af en alkohol forestret af fedtsyrer i hydroxylerne placeret i position 1 og 2, mens vi i position 3 finder en phosphatgruppe forestret med aminoalkoholen ethanolamin.

Phosphatidylserin

Generelt findes dette phosphoglycerid i monolaget, der vender mod det indre - det vil sige den cytosoliske side - af cellerne. Under processen med programmeret celledød ændres fordelingen af ​​phosphatidylserin og findes i celleoverfladen.

Phosphatidylinositol

Phosphatidylinositol er et phospholipid, der findes i lave proportioner både i cellemembranen og i membranerne i de subcellulære komponenter. Det har vist sig at deltage i cellulære kommunikationsbegivenheder, hvilket forårsager ændringer i det indre miljø i cellen.

Sphingomyelin

I gruppen af ​​phospholipider er sphingomyelin det eneste phospholipid, der er til stede i membraner, hvis struktur ikke er afledt af alkoholglycerolen. I stedet består skelettet af sfingosin.

Strukturelt tilhører denne sidste forbindelse gruppen af ​​aminoalkoholer og har en lang carbonkæde med dobbeltbindinger..

I dette molekyle er aminogruppen på rygraden bundet til en fedtsyre via en amidlignende binding. Sammen esterificeres den primære hydroxylgruppe i skelettet til phosphotylcholin.

Plasmalogener

Plasmallogener er phosphoglycerider med hoveder dannet hovedsageligt af ethanolamin, cholin og serin. Disse molekylers funktioner er ikke blevet belyst fuldt ud, og der er kun lidt information om dem i litteraturen..

Fordi vinylethergruppen let oxideres, er plasmalogener i stand til at reagere med iltfrie radikaler. Disse stoffer er produkter med gennemsnitlig cellulær metabolisme og har vist sig at beskadige cellulære komponenter. Derudover har de også været relateret til aldringsprocesser.

Derfor er en mulig funktion af plasmalogener at fange frie radikaler, der potentielt kan have negative virkninger på celleintegritet..

Referencer

  1. Berg, J. M., Stryer, L. og Tymoczko, J. L. (2007). Biokemi. Omvendt.
  2. Devlin, T. M. (2004). Biokemi: Lærebog med kliniske applikationer. Omvendt.
  3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, C. S., og Yáñez, E. (2011). Biokemi. Væsentlige begreber. Panamerikansk.
  4. Melo, V., Ruiz, V. M., og Cuamatzi, O. (2007). Biokemi af metaboliske processer. Vend tilbage.
  5. Nagan, N. og Zoeller, R. A. (2001). Plasmalogener: biosyntese og funktioner. Fremskridt inden for lipidforskning40(3), 199-229.
  6. Pertierra, A. G., Olmo, R., Aznar, C. C., og López, C. T. (2001). Metabolisk biokemi. Redaktionel Tebar.
  7. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2014). Fundamentals of Biochemistry. Artmed Editor.

Endnu ingen kommentarer