ФОСФОГЛИЦЕРИДИ: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На фосфатидилетаноламин или глицерофосфолипиди са в изобилие молекули на липидна природа в биологични мембрани. Фосфолипидната молекула се състои от четири основни компонента: мастни киселини, скелет, прикрепен към мастната киселина, фосфат и алкохол, прикрепен към последната.

Обикновено на въглерод 1 от глицерол има наситена мастна киселина (само единични връзки), докато на въглерод 2 мастната киселина е от ненаситения тип (двойни или тройни връзки между въглеродите).

Източник на структурата: Не е предоставен машинно четим автор. Lennert B прие (въз основа на претенции за авторски права), чрез Wikimedia Commons

Сред най-изявените фосфоглицериди в клетъчните мембрани имаме: сфингомиелин, фосфатидилинозитол, фосфатидилсерин и фосфатидилетаноламин.

Храни, които са богати на тези биологични молекули, са бели меса като риба, яйчни жълтъци, някои органични меса, миди и ядки.

структура

Компоненти на фосфоглицерид

Фосфоглицеридът се състои от четири основни структурни елемента. Първият е скелет, към който са прикрепени мастни киселини, фосфат и алкохол - последният е прикрепен към фосфат.

Фосфоглицеридният гръбнак може да се формира от глицерол или сфингозин. Първият е три-въглероден алкохол, докато вторият е друг алкохол с по-сложна структура.

В глицерола хидроксилните групи, разположени при въглерод 1 и 2, се естерифицират от две големи верижни карбоксилни групи мастни киселини. Липсващият въглерод, разположен на позиция 3, се естерифицира с фосфорна киселина.

Въпреки че глицеролът няма асиметричен въглерод, алфа въглеродите не са стереохимично идентични. По този начин, естерификацията на фосфат при съответния въглерод придава асиметрия на молекулата.

Характеристики на мастните киселини във фосфоглицеридите

Мастните киселини са молекули, съставени от въглеводородни вериги с различна дължина и степен на ненасищане и завършват в карбоксилна група. Тези характеристики варират значително и определят техните свойства.

Веригата на мастните киселини е линейна, ако е от наситен тип или ако е ненаситена в транс позиция. За разлика от тях, наличието на двойна връзка от тип цис създава обрат във веригата, така че вече не е необходимо да се представя линейно, както често се случва.

Мастните киселини с двойни или тройни връзки значително влияят на състоянието и физикохимичните характеристики на биологичните мембрани.

Хидрофобни и хидрофилни свойства

Всеки от споменатите елементи се различава по своите хидрофобни свойства. Мастните киселини, бидейки липиди, са хидрофобни или аполарни, което означава, че те не се смесват с вода.

За разлика от тях, останалите елементи на фосфолипидите им позволяват да взаимодействат в среда, благодарение на полярните си или хидрофилни свойства.

По този начин фосфоглицеридите се класифицират като амфипатни молекули, което означава, че единият край е полярен, а другият - аполарен.

Можем да използваме аналогията на съвпадение или съвпадение. Главата на мача представлява полярната глава, съставена от заредения фосфат и заместванията му върху фосфатната група. Удължаването на мача е представено от неполярна опашка, образувана от въглеводородни вериги.

Групите с полярно естество се зареждат при рН 7, с отрицателен заряд. Това се дължи на явление на йонизация на фосфатната група, която има рк близо до 2, и зарядите на естерифицираните групи. Броят на зарядите зависи от вида на изследвания фосфоглицерид.

Характеристика

Структура на биологичните мембрани

Липидите са хидрофобни биомолекули, които представят разтворимост в органични разтворители - например хлороформ.

Тези молекули имат голямо разнообразие от функции: играят роля на горива, като съхраняват концентрирана енергия; като сигнални молекули; и като структурни компоненти на биологичните мембрани.

В природата най-изобилната група липиди, които съществуват, са фосфоглицеридите. Основната им функция е структурна, тъй като те са част от всички клетъчни мембрани.

Биологичните мембрани са групирани под формата на двуслоен. Това означава, че липидите са групирани в два слоя, където техните хидрофобни опашки са обърнати към вътрешността на бислоя, а полярните глави са обърнати към външната и вътрешната страна на клетката.

Тези структури са от решаващо значение. Те разграничават клетката и са отговорни за обмена на вещества с други клетки и с извънклетъчната среда. Мембраните обаче съдържат други липидни молекули, различни от фосфоглицеридите, а също и молекули с протеинов характер, които посредничат в активния и пасивен транспорт на вещества.

Вторични функции

Освен че са част от биологичните мембрани, фосфоглицеридите се свързват с други функции в клетъчната среда. Някои много специфични липиди са част от миелиновите мембрани, веществото, което покрива нервите.

Някои могат да действат като съобщения при улавяне и предаване на сигнали към клетъчната среда.

метаболизъм

синтез

Синтезът на фосфоглицериди се осъществява, като се започне от междинни метаболити като молекулата на фосфатидната киселина, а също и триацилглицеролите.

Активираният нуклеотиден CTP (цитидин трифосфат) образува междинно съединение, наречено CDP-диацилглицерол, където реакцията на пирофосфат благоприятства реакцията вдясно.

Частта, наречена фосфатидил, реагира с определени алкохоли. Продуктът на тази реакция са фосфоглицериди, включително фосфатидилсерин или фосфатидил инозитол. Фосфатидил етаноламин или фосфатидилхолин могат да бъдат получени от фосфатидилсерин.

Съществуват обаче алтернативни пътища за синтез на последните споменати фосфоглицериди. Този път включва активиране на холин или етаноламин чрез свързване с CTP.

Впоследствие възниква реакция, която ги обединява с фосфатидат, получавайки фосфатидил етаноламин или фосфатидилхолин като краен продукт.

Деградация

Разграждането на фосфоглицеридите се обработва от ензими, наречени фосфолипази. Реакцията включва освобождаване на мастните киселини, съставляващи фосфоглицериди. Във всички тъкани на живи организми тази реакция протича постоянно.

Има няколко вида фосфолипази и те се класифицират според отделената мастна киселина. Следвайки тази класификационна система, разграничаваме липазите А1, А2, С и D.

Фосфолипазите са повсеместно присъстващи и ги откриваме в различни биологични образувания. Чревния сок, секрецията на определени бактерии и змийската отрова са примери за вещества с високо съдържание на фосфолипази.

Крайният продукт на тези реакции на разграждане е глицерол-3-фосфат. По този начин, тези освободени продукти плюс свободни мастни киселини могат да бъдат използвани повторно за синтезиране на нови фосфолипиди или да бъдат насочени към други метаболитни пътища.

Примери

Phosphatidate

Описаното по-горе съединение е най-простият фосфоглицерид и се нарича фосфатидат, или също диацилглицерол 3-фосфат. Въпреки че не е много изобилен във физиологичната среда, той е ключов елемент за синтеза на по-сложни молекули.

Фосфоглицериди, получени от фосфатидат

От най-простата фосфоглицеридна молекула може да се получи биосинтезата на по-сложни елементи с много важни биологични роли.

Фосфатната група на фосфатидат се естерифицира с хидроксилната група алкохоли - може да бъде един или повече. Най-често срещаните алкохоли на фофоглицеридите са серин, етаноламин, холин, глицерол и инозитол. Тези производни ще бъдат описани по-долу:

фосфатидилетаноамин

В клетъчните мембрани, които са част от човешките тъкани, фосфатидилетаноламинът е виден компонент на тези структури.

Състои се от алкохол, естерифициран от мастни киселини в хидроксилите, разположени в позиции 1 и 2, докато в позиция 3 намираме фосфатна група, естерифицирана с амино алкохол етаноламин.

фосфатидилсерин

По принцип този фосфоглицерид се намира в монослоя, който е обърнат към вътрешността - тоест към цитозолната страна - на клетките. По време на процеса на програмирана клетъчна смърт разпределението на фосфатидилсерин се променя и се открива по цялата клетъчна повърхност.

Фосфатидилинозитолна

Фосфатидилининозитол е фосфолипид, който се намира в ниски пропорции както в клетъчната мембрана, така и в мембраните на подклетъчните компоненти. Установено е, че участва в клетъчни комуникационни събития, причинявайки промени във вътрешната среда на клетката.

Sphingomyelin

В групата на фосфолипидите сфингомиелинът е единственият фосфолипид, присъстващ в мембраните, чиято структура не се получава от алкохолния глицерол. Вместо това скелетът е изграден от сфингозин.

В структурно отношение това последно съединение принадлежи към групата на аминоалкохолите и има дълга въглеродна верига с двойни връзки.

В тази молекула аминогрупата на гръбнака се свързва с мастна киселина чрез амид тип връзка. Заедно първичната хидроксилна група на скелета се естерифицира до фосфотилхолин.

плазмалогени

Плазмологените са фосфоглицериди с глави, образувани главно от етаноламин, холин и серин. Функциите на тези молекули не са изяснени напълно и в литературата има малко информация за тях.

Тъй като групата на винил етер лесно се окислява, плазмалогените са в състояние да реагират с радикали без кислород. Тези вещества са продукти със среден клетъчен метаболизъм и е установено, че увреждат клетъчните компоненти. Освен това те са били свързани и с процесите на стареене.

Следователно, възможна функция на плазмолозите е да улавят свободните радикали, които потенциално могат да имат отрицателни ефекти върху целостта на клетките.

Препратки

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Биохимия. Обърнах се.
2. Devlin, TM (2004). Биохимия: учебник с клинични приложения. Обърнах се.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Биохимия. Съществени понятия. Панамерикански.
4. Melo, V., Ruiz, VM и Cuamatzi, O. (2007). Биохимия на метаболитните процеси. Реверте.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Плазмалогени: биосинтеза и функции. Напредък в липидните изследвания, 40 (3), 199-229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Метаболитна биохимия. Редакция Тебар.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Основи на биохимията. Artmed редактор.