FOSFATIDILSERINAS: STRUKTŪRA, SINTEZĖ, FUNKCIJOS, VIETA - BIOLOGIJA - 2025

Fosfatidilserinas yra lipidų priklausantį fosfolipidų ir glycerolipids grupės arba phosphoglycerides, gautais iš šeimos 1,2-diacilo glicerolio 3-fosfato. Kadangi savo struktūroje ji turi amino grupę, ji laikoma aminofosfolipidu ir yra tiek eukariotų, tiek prokariotinių ląstelių membranose.

Pirmą kartą Folchas 1941 m. Jį apibūdino kaip galvijų smegenų antrinį cefalino komponentą (smegenų lipidų kompleksą, taip pat sudarytą iš fosfatidiletanolamino), o 1952 m. Baeris ir Maurukas išsiaiškino svarbią jo cheminės struktūros dalį.

Bendroji fosfolipidų schema. (1) hidrofilinė galvutė, (2) hidrofobinės uodegos, (A) fosfatidilcholinas, (B) fosfatidiletanolaminas, (C) fosfatidilserinas ir (D) fosfatidilglicerolio schema (Šaltinis: Foobar per „Wikimedia Commons“).

Eukariotuose šis fosfolipidas sudaro nuo 3 iki 15% membranos fosfolipidų, o jo gausos kitimas priklauso nuo organizmo, audinio tipo, nagrinėjamos ląstelės tipo ir net jo vystymosi momento. .

Įvairūs tyrimai patvirtino, kad jo nėra eukariotų mitochondrijose, tačiau apie jo buvimą buvo pranešta daugelio bakterijų ląstelių membranose, nors biosintetiniai jos sintezės keliai šiuose organizmuose yra skirtingi.

Šio fosfolipido pasiskirstymas ląstelių membranose iš esmės priklauso nuo fermentų, kurie yra atsakingi už jo gamybą, o jo judėjimas (translokacija) tarp membranos monosluoksnių priklauso nuo aminofosfolipidų-flipazių (mielėse) ir scramblases. ir translokazės (žinduoliams).

Tai yra būtinas daugelio nervų sistemos ląstelių lipidas tokiu mastu, kad siekiant pagerinti tam tikras smegenų galimybes ir užkirsti kelią kitų degeneracijai, dabar buvo sukurti maisto papildai, įeinantys į savo receptus.

Struktūra

Fosfatidilserinas yra glicerofosfolipidas ir yra gaunamas iš 1,2-diacilglicerolio 3-fosfato molekulės, tai yra iš glicerolio molekulės, kurioje yra dvi esterintos riebalų rūgščių grandinės ant 1 ir 2 anglies ir 3 anglies. turi fosfato grupę.

Fosfatidilserino struktūra (Šaltinis: „Zirgouflex“ per „Wikimedia Commons“)

Kaip ir visi lipidai, fosfatidilserinas yra amfipatinė molekulė, turinti hidrofilinį polinį galą, kurį apibūdina fosfato grupė ir prie jo jungiantis serinas, ir hidrofobinį apoliarinį galą, sudarytą iš riebalų rūgščių grandinių, sujungtų esteriniais ryšiais.

Pavadinimas "fosfatidilserinas" reiškia visus įmanomus įvairaus ilgio ir soties laipsnio riebalų rūgščių derinius, kurie yra pritvirtinti prie glicerolio stuburo, kuriame serinas yra prijungtas prie fosfato grupės ant polinės galvos.

Sintezė

Prokariotuose

Prokariotuose fosfatidilseriną gamina fosfatidilserino sintetazės fermentai, kurie asocijuojasi su plazmos membrana ar ribosomų frakcijomis, priklausomai nuo to, ar tai yra atitinkamai gramneigiamos, ar gramneigiamos bakterijos.

Šiuose mikroorganizmuose fosfatidilserino sintezė yra reguliuojama ir priklauso nuo lipidų tipo ir kiekio, esančio toje vietoje, kur randamas sintetazės fermentas.

Mielėse

Mielių fosfatidilserino sintetazė sintezuoja fosfatidilseriną iš reakcijos tarp CDP-diacilglicerolio ir serino, sukurdama fosfatidilseriną ir CMP. Šis fosfolipidas šiuose organizmuose yra svarbus tarpinis junginys fosfatidilcholino ir fosfatidiletanolamino sintezėje.

Šią reakciją reguliuoja intraląstelinės inozitolio koncentracijos, turinčios slopinantį poveikį fermentui. Kiti mechanizmai apima tiesioginį sintetazės arba kai kurių reguliuojančio fermento, dalyvaujančio biosintezės procese, fosforilinimą.

Aukštesniuose eukariotuose (augaluose ir gyvūnuose)

Organizmuose, tokiuose kaip augalai ir gyvūnai (kai kurių autorių nuomone, aukštesni eukariotai), fosfatidilserino sintezė vyksta per kalcio priklausomą bazės mainų reakciją per fermentus, susijusius su endoplazminiu retikulumi.

Tokio tipo reakcijose fosfolipidai sintetinami iš jau esančių fosfolipidų, iš kurių polinė grupė pašalinama ir keičiama su L-serino molekule.

Augaluose yra dvi fosfatidilserino sintetazės: viena, kuri katalizuoja nuo kalcio priklausomą bazės pasikeitimo reakciją, o kita - katalizuoja reakcijoje, panašioje į tą, kuri vyksta mielėse iš CDP-diacilglicerolio.

Žinduoliai taip pat turi du fosfatidilserino sintetazes: vienas katalizuoja fosfatidilserino sintezę per mainų reakciją tarp fosfatidiletanolamino ir serino, o kitas daro tą patį, tačiau kaip bazinį substratą naudoja fosfatidilcholiną.

funkcijos

Fosfatidilserinas randamas visų tipų eukariotų ląstelėse; ir žinduoliams buvo įrodyta, kad nors jo nėra vienodai gausu visuose audiniuose ir jis nėra vienas iš fosfolipidų, kurių randama didesnė dalis, jis yra būtinas ląstelėms išgyventi.

Riebalų rūgščių grandinės, susijusios su fosfatidilserino molekulėmis daugelio stuburinių gyvūnų nervų sistemos ląstelėse, vaidina pagrindinį vaidmenį nervų sistemos veikime.

Ant ląstelės paviršiaus

Be savo struktūrinių funkcijų, skirtų biologinėms membranoms sudaryti, fosfatidilserino „persiskirstymas“ žymi daugybę fiziologinių procesų ląstelių lygiu žinduoliuose, todėl galima sakyti, kad jis dalyvauja skirtinguose ląstelių signalizacijos procesuose.

Šių procesų pavyzdžiai yra kraujo krešėjimas, kai fosfatidilserinas perkeliamas į trombocitų plazmos membranos išorinį monosluoksnį, o tai prisideda prie įvairių krešėjimo faktorių kaupimosi šių ląstelių paviršiaus link.

Panašus procesas vyksta spermos ląstelių brendimo metu, tačiau labiau vertinamas kaip šio fosfolipido (kuris praturtina vidinį plazmos membranos paviršių) asimetrinio pasiskirstymo „išsisklaidymas“.

Pradiniai užprogramuotos ląstelių mirties atvejai (apoptozė) taip pat būdingi fosfatidilserino molekulių poveikiui ląstelės paviršiui, kuris „žymi“ apoptozines ląsteles, kad jas virškintų fagocitinės ląstelės ar makrofagai.

Ląstelės viduje

Tarpląstelinės fosfatidilserino funkcijos yra glaudžiai susijusios su jo šiek tiek katijoninėmis savybėmis, nes per savo krūvį jis gali būti susijęs su įvairiais periferiniais baltymais, turinčiais neigiamai įkrautas sritis.

Tarp šių baltymų galima išskirti kai kurias kinazes ir GTPazes, kurios suaktyvinamos, kai jos susiejamos su aptariamu fosfolipidu.

Fosfatidilserinas dalyvauja kai kurių baltymų „žymėjime“, nukreipdamas juos į fagosomas perdirbant ar skaidydamasis, taip pat modifikuodamas kitų katalizinį aktyvumą.

Įrodyta, kad tam tikrų jonų kanalų susidarymas priklauso nuo juos sudarančių baltymų asociacijos su fosfatidilserinu.

Tai yra kitų fosfolipidų, tokių kaip fosfatidiletanolamino, sintezės pirmtakų šaltinis, kuris gali būti susidaręs iš fosfatidilserino dekarboksilinimo (fosfatidilserinas yra mitochondrijų fosfatidiletanolamino pirmtakas).

Kur tai yra?

Fosfatidilserinas, kaip ir dauguma fosfolipidų, randamas beveik visose ląstelių membranose ir praturtina nervinių audinių ląstelių membranas; o akyje jo ypač gausu tinklainėje.

Ląstelėse, kur ji randama, didesniu ar mažesniu mastu, ji dažniausiai randama vidiniame vienkartiniame plazminės membranos sluoksnyje ir endosomose, tačiau mitochondrijose tai reta.

Kaip aprašyta 1941 m., Kartu su fosfatidiletanolaminu fosfatidilserinas yra medžiagos, vadinamos cefalinu, dalis daugelio žinduolių smegenyse.

Jo vartojimo pranašumai

Fosfatidilserino svarba nervų sistemos funkcionavimui buvo išsamiai ištirta ir keletą dešimtmečių buvo manoma, kad jo vartojimas gali būti naudingas centrinės nervų sistemos sveikatai.

Keli tyrimai padarė išvadą, kad fosfatidilserino pridėjimas į dietą kaip maisto papildas gali turėti teigiamą poveikį pagerinant atmintį, mokymąsi, koncentraciją ir nuotaikos pablogėjimą, susijusius su amžiumi ar senėjimu.

Manoma, kad tai neleidžia prarasti atminties ir kitos pažintinės veiklos, tokios kaip protas, abstraktus mąstymas, psichomotorinis sutrikimas, asmenybės ir elgesio pokyčiai bei kitos svarbios psichinės funkcijos.

Atliekant kai kuriuos konkretesnius tyrimus su pacientais, turinčiais atminties problemų, fosfatidilserino vartojimas tiesiogiai prisidėjo prie vardų ir veidų išmokimo, vardų ir veidų prisiminimo bei veido atpažinimo.

Natūralus šio fosfolipido šaltinis yra žuvis. Tačiau rūšys, kurios reguliariai įtraukiamos į maisto papildus, gaunamos iš galvijų smegenų žievės arba iš sojų pupelių.

Abu fosfolipidų tipai atlieka tas pačias funkcijas, tačiau skiriasi jų poliarinių uodegų riebiųjų rūgščių savybėmis.

Taip pat buvo pasiūlyta, kad su membranomis nesusijęs fosfatidilserinas, vartojamas kaip papildas (egzogeninis), gali prisidėti prie ląstelių gynybos nuo oksidacinio streso.

Kontraindikacijos

Pirmieji tyrimai ir klinikiniai tyrimai, atlikti su šiuo fosfolipidu kaip maisto papildu, parodė, kad jo vartojimas į raumenis gali sudirginti ir „nudeginti“, o jo vartojimas į veną neturi žinomo neigiamo poveikio.

Vartojant per burną, jis yra saugus vaistas, tačiau didesnės nei 600 mg dozės, vartojamos prieš miegą, gali sukelti nemigą. Tačiau ataskaitose nurodoma, kad jis yra saugus ir efektyvus, ypač jei jis derinamas su sveika gyvensena, kurią sudaro fiziniai pratimai ir gera mityba.

Nors daugybė tyrimų parodė, kad šio fosfolipido nurijimas nesukelia žalingų kraujo biochemijos pokyčių, viena iš galimų kontraindikacijų yra susijusi su infekcinių ligų, tokių kaip spongiforminė encefalopatija, perdavimu dėl prionais užterštų smegenų ekstraktų vartojimo.

Nuorodos

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochemija (4-asis leidimas). Bostonas, JAV: Brooks / Cole. CENGAGE mokymasis.
2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). Sojos išvesto fosfatidilserino įtaka pažinimui su amžiumi susijusios atminties pablogėjimui. Nutritional Neuroscience, 4, 121–134.
3. Kidd, PM (1996). Fosfatidilserinas; Membraninis maistas atminčiai. Klinikinis ir mechanistinis įvertinimas. Alternatyvios medicinos apžvalga, 1 (2), 70–84.
4. Kingsley, M. (2006). Fosfatidilserino papildo poveikis mankštiems žmonėms, 36 (8), 657–669.
5. Luckey, M. (2008). Membranos struktūrinė biologija: su biocheminiais ir biofizikiniais pagrindais. Cambridge University Press.
6. Segawa, K., ir Nagata, S. (2015). Apoptotinis signalas „Valgyk mane“: fosfatidilserino poveikis. Ląstelių biologijos tendencijos, 1–12.
7. Vance, JE (2008). Fosfatidilserinas ir fosfatidiletanolaminas žinduolių ląstelėse: du metaboliškai susiję aminofosfolipidai. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
8. Vance, JE, & Steenbergen, R. (2005). Fosfatidilserino metabolizmas ir funkcijos. Lipidų tyrimų pažanga, 44, 207–234.
9. Vance, JE, & Tasseva, G. (2013). Fosfatidilserino ir fosfatidiletanolamino susidarymas ir funkcija žinduolių ląstelėse. Biochimica et Biophysica Acta - lipidų molekulinė ir ląstelių biologija, 1831 (3), 543–554.