Struktura, funkcije i primjeri fosfoglicerida



fosfoglicéridos ili glicerofosfolipidi su molekule lipidne prirode bogate biološkim membranama. Molekula fosfolipida sastoji se od četiri osnovne komponente: masnih kiselina, kostura vezanog za masne kiseline, fosfata i alkohola vezanog za ovaj.

Općenito, u ugljiku 1 glicerola je zasićena masna kiselina (samo jednostruke veze), dok je u ugljiku 2 masna kiselina nezasićenog tipa (dvostruke ili trostruke veze između ugljika).

Među najznačajnijim fosfogliceridima u staničnim membranama su: sfingomijelin, fosfatidilinozitol, fosfatidilserin i fosfatidiletanolamin.

Namirnice koje su bogate ovim biološkim molekulama su bijelo meso kao što su riba, žumanjci, neko mesno meso, plodovi mora, orasi, među ostalima..

indeks

  • 1 Struktura
    • 1.1 Komponente fosfoglicerida
    • 1.2 Značajke masnih kiselina u fosfogliceridima
    • 1.3. Hidrofobna i hidrofilna svojstva
  • 2 Funkcije
    • 2.1 Struktura bioloških membrana
    • 2.2 Sekundarne funkcije
  • 3 Metabolizam
    • 3.1 Sažetak
    • 3.2 Degradacija
  • 4 Primjeri
    • 4.1 Fosfatid
    • 4.2. Fosfogliceridi dobiveni iz fosfatidata
    • 4.3 Fosfatidiletanolamin
    • 4.4 Fosfatidilserin
    • 4.5 Fosfatidilinozitol
    • 4.6 Sphingomyelin
    • 4.7. Plasmalogens
  • 5 Reference

struktura

Komponente fosfoglicerida

Fosfoglicerid se sastoji od četiri osnovna strukturna elementa. Prvi je skelet koji se pridružuje masnim kiselinama, fosfatu i alkoholu - potonji je povezan s fosfatom.

Skelet fosfoglicerida može se formirati od glicerola ili sfingozina. Prvi je alkohol s tri ugljika, dok je drugi alkohol s složenijom strukturom.

U glicerolu, hidroksilne skupine smještene na ugljiku 1 i 2 esterificirane su s dvije karboksilne skupine s velikim lancima masnih kiselina. Nedostatak ugljika, koji se nalazi na položaju 3, esterificira se s fosfornom kiselinom.

Iako glicerol nema asimetrični ugljik, alfa ugljikovi nisu stereokemijski identični. Tako, esterifikacija fosfata u odgovarajućem ugljiku daje asimetriju molekuli.

Značajke masnih kiselina u fosfogliceridima

Masne kiseline su molekule sastavljene od ugljikovodičnih lanaca promjenljive duljine i stupnja nezasićenosti i završavaju u karboksilnoj skupini. Ove karakteristike se znatno razlikuju i određuju njihova svojstva.

Lanac masnih kiselina je linearan ako je zasićenog tipa ili je nezasićen u položaju trans. Nasuprot tome, prisutnost dvostruke veze tog tipa cis stvara uvijanje u lancu, tako da ga više nije potrebno predstavljati linearno, kao što se obično radi.

Masne kiseline s dvostrukim ili trostrukim vezama imaju značajan utjecaj na stanje i fizičko-kemijske karakteristike bioloških membrana.

Hidrofobna i hidrofilna svojstva

Svaki od navedenih elemenata razlikuje se po svojim hidrofobnim svojstvima. Masne kiseline, kao lipidi, su hidrofobne ili apolarne, što znači da se ne miješaju s vodom.

Nasuprot tome, ostatak elemenata fosfolipida omogućuje im interakciju u okolini, zahvaljujući njihovim polarnim ili hidrofilnim svojstvima.

Na taj se način fosfogliceridi klasificiraju kao amfipatske molekule, što znači da je jedan kraj polarni, a drugi apolaran.

Možemo koristiti analogiju utakmice ili podudaranja. Glava šibice predstavlja polarnu glavu koju čine napunjeni fosfat i zamjene fosfatne skupine. Produžetak podudaranja predstavljen je nepolarnim repom, koji je formiran od ugljikovodičnih lanaca.

Polarne grupe prirode napunjene su pri pH 7, s negativnim nabojem. To je zbog fenomena ionizacije fosfatne skupine koja ima a pk blizu 2, i na opterećenja esterificiranih skupina. Broj naboja ovisi o tipu ispitivanog fosfoglicerida.

funkcije

Struktura bioloških membrana

Lipidi su hidrofobne biomolekule koje imaju topivost u organskim otapalima - kao što je kloroform, na primjer.

Ove molekule imaju širok raspon funkcija: ispuniti ulogu goriva kao skladište koncentrirane energije; kao signalne molekule; i kao strukturne komponente bioloških membrana.

U prirodi, najzastupljenija skupina lipida koji postoje su fosfogliceridi. Njegova glavna funkcija je strukturnog tipa, jer su dio svih staničnih membrana.

Biološke membrane su grupirane u dvoslojnom obliku. Što znači da su lipidi grupirani u dva sloja, gdje njihovi hidrofobni repovi gledaju unutar dvosloja, a polarne glave daju izvana i unutar stanice.

Ove strukture su ključne. Razgraničavaju stanicu i zaduženi su za razmjenu tvari s drugim stanicama i izvanstaničnim medijem. Međutim, membrane sadrže druge molekule osim fosfoglicerida, kao i molekule proteinske prirode koje posreduju u aktivnom i pasivnom prijenosu tvari.

Sekundarne funkcije

Osim što su dio bioloških membrana, fosfogliceridi su povezani s drugim funkcijama unutar stanične okoline. Neki vrlo specifični lipidi dio su membrana mijelina, tvari koja pokriva živce.

Neki mogu djelovati kao poruke u hvatanju i prijenosu signala u stanično okruženje.

metabolizam

sinteza

Sinteza fosfoglicerida provodi se polazeći od intermedijernih metabolita kao što su molekula fosfatidne kiseline i triacilgliceroli..

Aktivirani CTP nukleotid (citidin trifosfat) tvori intermedijer nazvan CDP-diacilglicerol, gdje reakcija pirofosfata pogoduje reakciji desno.

Dio koji se zove fosfatidil reagira s određenim alkoholima. Produkt ove reakcije su fosfogliceridi, među njima i fosfatidilserin ili fosfatidil inozitol. Fosfatidilserin se može koristiti za dobivanje fosfatidil etanolamina ili fosfatidilkolina.

Međutim, postoje alternativni putevi za sintezu posljednjih spomenutih fosfoglicerida. Ovaj put uključuje aktivaciju kolina ili etanolamina vezanjem za CTP.

Nakon toga dolazi do reakcije koja ih ujedinjuje s fosfatidatom, dobivajući kao konačni proizvod fosfatidil etanolamin ili fosfatidilkolin.

degradacija

Razgradnju fosfoglicerida provode enzimi koji se nazivaju fosfolipaze. Reakcija uključuje oslobađanje masnih kiselina koje čine fosfogliceride. U svim tkivima živih organizama ova se reakcija odvija stalno.

Postoji nekoliko vrsta fosfolipaza i klasificiraju se prema masnim kiselinama koje oslobađaju. Slijedeći ovaj klasifikacijski sustav, razlikujemo lipaze A1, A2, C i D.

Fosfolipaze su u prirodi sveprisutne i nalazimo ih u različitim biološkim entitetima. Crijevni sok, izlučivanje određenih bakterija i otrov zmija su primjeri tvari visoke u fosfolipazama.

Krajnji proizvod ovih reakcija razgradnje je glicerol-3-fosfat. Prema tome, ovi oslobođeni produkti plus slobodne masne kiseline mogu se ponovno upotrijebiti za sintezu novih fosfolipida ili biti usmjereni na druge metaboličke putove.

Primjeri

phosphatidate

Gore opisani spoj je najjednostavniji fosfoglicerid i naziva se fosfatidat, ili diacilglicerol-3-fosfat. Iako u fiziološkom okruženju nije u izobilju, on je ključni element za sintezu složenijih molekula.

Fosfogliceridi dobiveni iz fosfatidata

Iz najjednostavnijih molekula fosfoglicerida može doći do biosinteze složenijih elemenata, s vrlo važnim biološkim ulogama.

Fosfatna skupina fosfatidata je esterificirana s hidroksilnom skupinom alkohola - ona može biti jedna ili više. Najčešći alkoholi folfoglicerida su serin, etanolamin, holin, glicerol i inozitol. Ti će se derivati ​​opisati u nastavku:

fosfatidiletanolamin

U staničnim membranama koje su dio ljudskih tkiva, fosfatidiletanolamin je istaknuta komponenta tih struktura.

Sastoji se od alkohola esterificiranog masnim kiselinama u hidroksilima smještenim na položajima 1 i 2, dok je na položaju 3 fosfatna skupina, esterificirana s aminoalkoholnim etanolaminom..

fosfatidilserina

Općenito, ovaj fosfoglicerid se nalazi u monosloju koji daje unutrašnjost - to jest, citosolnu stranu - stanica. Tijekom procesa programirane stanične smrti, distribucija fosfatidilserina se mijenja i nalazi se na cijeloj površini stanice.

fosfatidilinozitol

Fosfatidilinozitol je fosfolipid koji se nalazi u malim proporcijama, kako u staničnoj membrani tako iu membranama subcelularnih komponenti. Utvrđeno je da sudjeluje u komunikacijskim događajima u ćeliji, uzrokujući promjene u unutarnjem okruženju stanice.

sfmgomijelma

U skupini fosfolipida, sfingomijelin je jedini fosfolipid prisutan u membranama čija struktura ne potječe od alkoholnog glicerola. Umjesto toga, kostur se oblikuje sphingosinom.

Strukturno, ovaj posljednji spoj pripada skupini aminoalkohola i ima dugačak ugljikov lanac s dvostrukim vezama.

U ovoj molekuli, amino skupina kostura je povezana s masnom kiselinom amidnom vezom. Zajedno, primarna hidroksilna skupina kostura je esterificirana u fosfotilholin.

plasmalogens

Plazmalogeni su uglavnom fosfogliceridi s glavama formiranim od etanolamina, kolina i serina. Funkcije tih molekula nisu u potpunosti razjašnjene i malo je informacija o njima u literaturi.

Zahvaljujući činjenici da se vinil eterska skupina lako oksidira, plazmalogeni mogu reagirati s slobodnim radikalima kisika. Ove tvari su produkti prosječnog staničnog metabolizma i nađeno je da oštećuju stanične komponente. Osim toga, oni su također povezani s procesima starenja.

Stoga je moguća funkcija plazmalogena da uhvati slobodne radikale koji potencijalno mogu imati negativne učinke na integritet stanica.

reference

  1. Berg, J. M., Stryer, L., i Tymoczko, J.L. (2007). biokemija. Preokrenuo sam.
  2. Devlin, T. M. (2004). Biokemija: udžbenik s kliničkom primjenom. Preokrenuo sam.
  3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, C.S., & Yáñez, E. (2011). Biokemija. Bitni koncepti. Panamericana.
  4. Melo, V., Ruiz, V. M., & Cuamatzi, O. (2007). Biokemija metaboličkih procesa. Reverte.
  5. Nagan, N., & Zoeller, R.A. (2001). Plasmalogens: biosinteza i funkcije. Napredak u istraživanju lipida, 40(3), 199-229.
  6. Pertierra, A.G., Olmo, R., Aznar, C.C., & Lopez, C.T. (2001). Metabolička biokemija. Uvodnik Tebar.
  7. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C.W. (2014). Osnove biokemije. Artmed Izdavač.