Štruktúra, funkcie a príklady fosfoglyceridov

fosfoglicéridos alebo glycerofosfolipidy sú molekuly lipidovej povahy bohaté na biologické membrány. Molekula fosfolipidu sa skladá zo štyroch základných zložiek: mastných kyselín, kostry naviazanej na mastnú kyselinu, fosfátu a alkoholu spojeného s mastnou kyselinou..

Všeobecne platí, že v uhlíku 1 glycerolu je nasýtená mastná kyselina (len jednoduché väzby), zatiaľ čo v uhlíku 2 je mastná kyselina nenasýteného typu (dvojité alebo trojité väzby medzi atómami uhlíka)..

Medzi najvýznamnejšie fosfoglyceridy v bunkových membránach patria: sfingomyelín, fosfatidylinozitol, fosfatidylserín a fosfatidyletanolamín.

Potraviny, ktoré sú bohaté na tieto biologické molekuly sú biele mäso, ako sú ryby, žĺtky, niektoré mäso z organov, morské plody, orechy, okrem iného..

index

• 1 Štruktúra
  • 1.1 Zložky fosfoglyceridu
  • 1.2 Charakteristika mastných kyselín vo fosfoglyceridoch
  • 1.3 Hydrofóbne a hydrofilné vlastnosti
• 2 Funkcie
  • 2.1 Štruktúra biologických membrán
  • 2.2 Sekundárne funkcie
• 3 Metabolizmus
  • 3.1 Zhrnutie
  • 3.2 Degradácia
• 4 Príklady
  • 4.1 Fosfatidát
  • 4.2 Fosfoglyceridy odvodené od fosfatidátu
  • 4.3 Fosfatidyletanolamín
  • 4.4 Fosfatidylserín
  • 4.5 Fosfatidylinozitol
  • 4.6 Sfingomyelín
  • 4.7 Plazmogény
• 5 Referencie

štruktúra

Zložky fosfoglyceridu

Fosfoglycerid je tvorený štyrmi základnými štruktúrnymi prvkami. Prvým z nich je kostra, ktorá je spojená mastnými kyselinami, fosfátom a alkoholom.

Kostra fosfoglyceridov môže byť tvorená glycerolom alebo sfingozínom. Prvým z nich je alkohol s tromi uhlíkmi, zatiaľ čo druhý je alkohol s komplexnejšou štruktúrou.

V glycerole sú hydroxylové skupiny umiestnené na uhlíku 1 a 2 esterifikované dvoma karboxylovými skupinami s veľkými reťazcami mastných kyselín. Chýbajúci uhlík, ktorý sa nachádza v polohe 3, sa esterifikuje kyselinou fosforečnou.

Hoci glycerol nemá asymetrický uhlík, uhlíky alfa nie sú stereochemicky identické. Esterifikácia fosfátu v zodpovedajúcom uhlíkovom atóme teda dodáva molekule asymetriu.

Charakteristika mastných kyselín vo fosfoglyceridoch

Mastné kyseliny sú molekuly zložené z uhľovodíkových reťazcov s rôznou dĺžkou a stupňom nenasýtenosti a končia v karboxylovej skupine. Tieto charakteristiky sa značne líšia a určujú ich vlastnosti.

Reťazec mastnej kyseliny je lineárny, ak je nasýtený alebo je nenasýtený v polohe trans. Oproti tomu prítomnosť dvojitej väzby typu cis vytvára krútenie v reťazci, takže už nie je potrebné ho reprezentovať lineárnym spôsobom, ako sa to zvyčajne robí.

Mastné kyseliny s dvojitými alebo trojitými väzbami majú významný vplyv na stav a fyzikálno-chemické vlastnosti biologických membrán.

Hydrofóbne a hydrofilné vlastnosti

Každý z uvedených prvkov sa líši svojimi hydrofóbnymi vlastnosťami. Mastné kyseliny, ako lipidy, sú hydrofóbne alebo nepolárne, čo znamená, že sa nemiešajú s vodou.

Naproti tomu zvyšok prvkov fosfolipidov im umožňuje interakciu v prostredí vďaka ich polárnym alebo hydrofilným vlastnostiam..

Týmto spôsobom sú fosfoglyceridy klasifikované ako amfipatické molekuly, čo znamená, že jeden koniec je polárny a druhý je nepolárny.

Môžeme použiť analógiu zápasu alebo zápasu. Hlava zápasu predstavuje polárnu hlavu tvorenú nabitým fosfátom a substitúciami fosfátovej skupiny. Rozšírenie zápasu je reprezentované nepolárnym chvostom tvoreným uhľovodíkovými reťazcami.

Polárne skupiny prírody sú nabité pri hodnote pH 7 so záporným nábojom. Je to spôsobené ionizačným javom fosfátovej skupiny, ktorá má a pk blízke 2 a zaťaženia esterifikovaných skupín. Počet nábojov závisí od typu študovaného fosfoglyceridu.

funkcie

Štruktúra biologických membrán

Lipidy sú hydrofóbne biomolekuly, ktoré majú rozpustnosť v rozpúšťadlách organického typu - ako je napríklad chloroform.

Tieto molekuly majú širokú škálu funkcií: plniť úlohu palív skladovaním koncentrovanej energie; ako signálne molekuly; a ako štrukturálne zložky biologických membrán.

V prírode sú najpočetnejšou skupinou lipidov, ktoré existujú, fosfoglyceridy. Jeho hlavnou funkciou je štruktúrny typ, pretože sú súčasťou všetkých bunkových membrán.

Biologické membrány sú zoskupené do dvojvrstvovej formy. To znamená, že lipidy sú zoskupené do dvoch vrstiev, kde ich hydrofóbne chvosty vyzerajú vo vnútri dvojvrstvy a polárne hlavy dávajú von a vnútri bunky..

Tieto štruktúry sú veľmi dôležité. Vymedzujú bunku a majú na starosti výmenu látok s inými bunkami as extracelulárnym médiom. Membrány však obsahujú lipidové molekuly iné ako fosfoglyceridy a tiež molekuly proteínovej povahy, ktoré sprostredkúvajú aktívny a pasívny transport látok..

Sekundárne funkcie

Okrem toho, že sú súčasťou biologických membrán, sú fosfoglyceridy spojené s ďalšími funkciami v bunkovom prostredí. Niektoré veľmi špecifické lipidy sú súčasťou membrán myelínu, látky, ktorá pokrýva nervy.

Niektoré môžu pôsobiť ako správy pri zachytávaní a prenose signálov do bunkového prostredia.

metabolizmus

syntéza

Syntéza fosfoglyceridov sa uskutočňuje z intermediárnych metabolitov, ako je molekula kyseliny fosfatidovej a tiež triacylglycerolov..

Aktivovaný CTP nukleotid (cytidín trifosfát) tvorí medziprodukt nazývaný CDP-diacylglycerol, kde pyrofosfátová reakcia podporuje reakciu vpravo..

Časť nazývaná fosfatidyl reaguje s určitými alkoholmi. Produktom tejto reakcie sú fosfoglyceridy, medzi nimi fosfatidylserín alebo fosfatidylinozitol. Fosfatidylserín sa môže použiť na získanie fosfatidyletanolamínu alebo fosfatidylcholínu.

Existujú však alternatívne spôsoby syntézy posledne uvedených fosfoglyceridov. Tento spôsob zahŕňa aktiváciu cholínu alebo etanolamínu väzbou na CTP.

Následne dochádza k reakcii, ktorá ich spája s fosfatidátom, čím sa ako finálny produkt získa fosfatidyletanolamín alebo fosfatidylcholín..

degradácia

Degradácia fosfoglyceridov sa uskutočňuje enzýmami nazývanými fosfolipázy. Reakcia zahŕňa uvoľňovanie mastných kyselín, ktoré tvoria fosfoglyceridy. Vo všetkých tkanivách živých organizmov sa táto reakcia uskutočňuje neustále.

Existuje niekoľko typov fosfolipáz a sú klasifikované podľa mastných kyselín, ktoré uvoľňujú. Podľa tohto klasifikačného systému rozlišujeme medzi lipázami A1, A2, C a D.

Fosfolipázy sú všadeprítomné v prírode a nachádzame ich v rôznych biologických entitách. Príkladom látok s vysokým obsahom fosfolipáz je črevná šťava, sekrécia určitých baktérií a jed hadíkov..

Konečným produktom týchto degradačných reakcií je glycerol-3-fosfát. Teda tieto uvoľnené produkty plus voľné mastné kyseliny môžu byť znovu použité na syntézu nových fosfolipidov alebo môžu byť nasmerované na iné metabolické cesty..

Príklady

phosphatidate

Vyššie opísaná zlúčenina je najjednoduchším fosfoglyceridom a nazýva sa fosfatidát, alebo tiež diacylglycerol-3-fosfát. Hoci vo fyziologickom prostredí nie je veľmi hojný, je kľúčovým prvkom pre syntézu zložitejších molekúl.

Fosfoglyceridy odvodené od fosfatidátu

Od najjednoduchšej molekuly fosfoglyceridov sa môže vyskytnúť biosyntéza zložitejších prvkov s veľmi dôležitými biologickými úlohami..

Fosfátová skupina fosfatidátu je esterifikovaná hydroxylovou skupinou alkoholov - môže byť jedna alebo viac. Najbežnejšími alkoholmi folfoglyceridov sú serín, etanolamín, cholín, glycerol a inozitol. Tieto deriváty budú opísané nižšie:

fosfatidyletanolamínu

V bunkových membránach, ktoré sú súčasťou ľudských tkanív, je prominentnou zložkou týchto štruktúr fosfatidyletanolamín.

Skladá sa z alkoholu esterifikovaného mastnými kyselinami v hydroxyloch nachádzajúcich sa v polohách 1 a 2, zatiaľ čo v polohe 3 nájdeme fosfátovú skupinu esterifikovanú aminoalkoholovým etanolamínom..

fosfatidylserín

Všeobecne sa tento fosfoglycerid nachádza v monovrstve, ktoré dáva interiéru - to znamená cytosolickej strane - buniek. Počas procesu programovanej smrti buniek sa mení distribúcia fosfatidylserínu a nachádza sa v celom povrchu bunky.

fosfatidylinozitol

Fosfatidylinozitol je fosfolipid, ktorý sa nachádza v nízkych pomeroch tak v bunkovej membráne, ako aj v membránach subcelulárnych zložiek. Bolo zistené, že sa zúčastňuje na bunkových komunikačných udalostiach, čo spôsobuje zmeny vo vnútornom prostredí bunky.

sfingomyelín

V skupine fosfolipidov je sfingomyelín jediným fosfolipidom prítomným v membránach, ktorých štruktúra nie je odvodená od alkoholového glycerolu. Skelet je tvorený sfingozínom.

Štruktúrne táto posledná zlúčenina patrí do skupiny aminoalkoholov a má dlhý uhlíkový reťazec s dvojitými väzbami.

V tejto molekule je aminoskupina skeletu spojená s mastnou kyselinou amidovou väzbou. Primárna hydroxylová skupina skeletu je esterifikovaná na fosfotycholín.

plazmalogeny

Plazmatické sú fosfoglyceridy s hlavami tvorenými hlavne etanolamínom, cholínom a serínom. Funkcie týchto molekúl neboli úplne objasnené a v literatúre je o nich málo informácií.

Vďaka tomu, že vinyléterová skupina je ľahko oxidovaná, sú plazmatické plazmidy schopné reagovať s kyslíkovými radikálmi. Tieto látky sú produktmi priemerného bunkového metabolizmu a zistilo sa, že poškodzujú bunkové zložky. Okrem toho súvisia aj s procesmi starnutia.

Preto je možnou funkciou plazmológov zachytávať voľné radikály, ktoré môžu mať potenciálne negatívne účinky na celulárnu integritu.

referencie

1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biochémie. Obrátil som sa.
2. Devlin, T. M. (2004). Biochémia: učebnica s klinickými aplikáciami. Obrátil som sa.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, C. S., & Yáñez, E. (2011). Biochémie. Základné pojmy. Panamericana.
4. Melo, V., Ruiz, V. M., & Cuamatzi, O. (2007). Biochémia metabolických procesov. Reverte.
5. Nagan, N., a Zoeller, R. A. (2001). Plazmogenézy: biosyntéza a funkcie. Pokrok vo výskume lipidov, 40(3), 199-229.
6. Pertierra, A. G., Olmo, R., Aznar, C. C., & Lopez, C. T. (2001). Metabolická biochémia. Redakčný Tebar.
7. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C.W. (2014). Základy biochémie. Umelecký vydavateľ.