FOSFOGLICERIDAI: STRUKTŪRA, FUNKCIJOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Į phosphoglycerides ar glycerophospholipids gausu molekulės lipidų pobūdžio biologinių membranų. Fosfolipidų molekulę sudaro keturi pagrindiniai komponentai: riebiosios rūgštys, prie riebalų rūgšties pritvirtintas skeletas, fosfatas ir prie pastarųjų prijungtas alkoholis.

Paprastai ant glicerolio 1 anglies yra sočiųjų riebalų rūgščių (tik viengubos jungtys), o ant anglies 2 riebalų rūgštys yra nesočiosios (dvigubos ar trigubos jungtys tarp anglies).

Struktūros
šaltinis: nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Lennertas B prisiėmė prielaidą (remdamasis pretenzijomis dėl autorių teisių). , per „Wikimedia Commons“

Tarp žymiausių ląstelių membranų fosfogliceridų mes turime: sfingomieliną, fosfatidilinozitolį, fosfatidilseriną ir fosfatidiletanolaminą.

Maistas, kuriame gausu šių biologinių molekulių, yra balta mėsa, tokia kaip žuvis, kiaušinių tryniai, kai kuri organų mėsa, vėžiagyviai ir riešutai.

Struktūra

Fosfoglicerido komponentai

Fosfogliceridas yra sudarytas iš keturių pagrindinių struktūrinių elementų. Pirmasis yra skeletas, prie kurio yra prijungtos riebiosios rūgštys, fosfatas ir alkoholis - antrasis yra prijungtas prie fosfato.

Fosfoglicerido stuburas gali būti sudarytas iš glicerolio arba sfingozino. Pirmasis yra trijų anglių alkoholis, o antrasis yra dar vienas sudėtingesnės struktūros alkoholis.

Glicerolyje hidroksilo grupės, esančios prie anglies 1 ir 2, yra esterinamos dviem didelėmis grandinių riebalų rūgščių karboksilo grupėmis. Trūkstama anglis, esanti 3 padėtyje, esterinama fosforo rūgštimi.

Nors glicerolis neturi asimetrinės anglies, alfa angliavandeniliai nėra stereochemiškai tapatūs. Taigi fosfato esterinimas prie atitinkamos anglies suteikia molekulės asimetriją.

Fosfogliceridų riebalų rūgščių charakteristikos

Riebalų rūgštys yra molekulės, susidedančios iš įvairaus ilgio ir nesočiųjų angliavandenilių grandinių, kurios baigiasi karboksilo grupėje. Šios savybės labai skiriasi ir lemia jų savybes.

Riebalų rūgščių grandinė yra linijinė, jei ji yra prisotinta, arba jei ji yra neprisotinta trans padėtyje. Priešingai, jei yra cis tipo dviguba jungtis, grandinė susisuka, todėl jos nebereikia vaizduoti tiesiškai, kaip dažnai būna.

Riebalų rūgštys, turinčios dvigubus ar trigubus ryšius, daro didelę įtaką biologinių membranų būklei ir fizikinėms bei cheminėms savybėms.

Hidrofobinės ir hidrofilinės savybės

Kiekvienas iš paminėtų elementų skiriasi savo hidrofobinėmis savybėmis. Riebalų rūgštys, būdamos lipidais, yra hidrofobinės arba apoliarinės, vadinasi, jos nesimaišo su vandeniu.

Priešingai, likę fosfolipidų elementai leidžia jiems sąveikauti aplinkoje dėl jų polinių ar hidrofilinių savybių.

Tokiu būdu fosfogliceridai yra klasifikuojami kaip amfipatinės molekulės, o tai reiškia, kad vienas galas yra poliarinis, o kitas - poliarinis.

Galime naudoti rungtynių ar rungtynių analogiją. Rungtynių galva vaizduoja poliarinę galvą, sudarytą iš įkrauto fosfato ir jo pakaitalų fosfato grupėje. Rungtynių pratęsimą vaizduoja nepolinė uodega, suformuota iš angliavandenilių grandinių.

Poliarinio pobūdžio grupės yra įkraunamos, kai pH 7, su neigiamu krūviu. Taip yra dėl fosfato grupės, kurios pk yra artimas 2, jonizacijos reiškinio ir esterintų grupių krūvių. Krūvių skaičius priklauso nuo tiriamo fosfoglicerido tipo.

funkcijos

Biologinių membranų struktūra

Lipidai yra hidrofobinės biomolekulės, tirpstančios organiniuose tirpikliuose, pavyzdžiui, chloroforme.

Šios molekulės atlieka labai įvairias funkcijas: atlieka degalų vaidmenį kaupdamos koncentruotą energiją; kaip signalinės molekulės; ir kaip struktūriniai biologinių membranų komponentai.

Gamtoje pati gausiausia egzistuojančių lipidų grupė yra fosfogliceridai. Jų pagrindinė funkcija yra struktūrinė, nes jie yra visų ląstelių membranų dalis.

Biologinės membranos yra sugrupuotos dvisluoksnio pavidalo. Tai reiškia, kad lipidai yra suskirstyti į du sluoksnius, kur jų hidrofobinės uodegos yra nukreiptos į dvisluoksnio vidų, o polinės galvos - į ląstelės išorę ir vidų.

Šios struktūros yra esminės. Jie riboja ląstelę ir yra atsakingi už medžiagų mainus su kitomis ląstelėmis ir su tarpląsteline aplinka. Tačiau membranose yra kitų lipidų molekulių, išskyrus fosfogliceridus, taip pat baltyminio pobūdžio molekulės, tarpininkaujančios aktyviam ir pasyviam medžiagų transportavimui.

Antrinės funkcijos

Fosfogliceridai yra ne tik biologinių membranų dalis, bet ir susiję su kitomis funkcijomis ląstelių aplinkoje. Kai kurie labai specifiniai lipidai yra mielino membranų, nervus dengiančių medžiagų, dalis.

Kai kurie gali veikti kaip pranešimai fiksuojant ir perduodant signalus į korinę aplinką.

Metabolizmas

Sintezė

Fosfogliceridų sintezė vykdoma pradedant tarpiniais metabolitais, tokiais kaip fosfatidinės rūgšties molekulė, taip pat triacilgliceroliai.

Aktyvuotas nukleotidas CTP (citidintrifosfatas) sudaro tarpinį junginį, vadinamą CDP-diacilgliceroliu, kur pirofosfato reakcija palaiko reakciją dešinėje.

Porcija, vadinama fosfatidiliu, reaguoja su tam tikrais alkoholiais. Šios reakcijos produktas yra fosfogliceridai, įskaitant fosfatidilseriną arba fosfatidilinozitolį. Iš fosfatidilserino galima gauti fosfatidilo etanolamino arba fosfatidilcholino.

Tačiau yra ir alternatyvių būdų, kaip susintetinti paskutinius minėtus fosfogliceridus. Šis būdas apima cholino arba etanolamino aktyvaciją jungiantis prie CTP.

Vėliau įvyksta reakcija, jungianti juos su fosfatidatu, gaunant fosfatidil-etanolaminą arba fosfatidilcholiną kaip galutinį produktą.

Degradacija

Fosfogliceridų suskaidymą vykdo fermentai, vadinami fosfolipaisėmis. Reakcijos metu išsiskiria riebiosios rūgštys, iš kurių susidaro fosfogliceridai. Ši reakcija vyksta visuose gyvų organizmų audiniuose.

Yra keletas fosfolipazių rūšių ir jos klasifikuojamos pagal riebiąsias rūgštis, kurias jos išskiria. Remdamiesi šia klasifikavimo sistema, mes išskiriame A1, A2, C ir D lipazes.

Fosfolipazės yra visur aptinkamos, ir mes jas randame skirtinguose biologiniuose dariniuose. Žarnyno sultys, tam tikrų bakterijų sekretas ir gyvatės nuodai yra medžiagų, kuriose yra daug fosfolipazių, pavyzdžiai.

Galutinis šių skilimo reakcijų produktas yra glicerolio-3-fosfatas. Taigi šie išsiskyrę produktai ir laisvosios riebalų rūgštys gali būti pakartotinai naudojami sintetinti naujus fosfolipidus arba nukreipti į kitus metabolizmo kelius.

Pavyzdžiai

Fosfatidatas

Aukščiau aprašytas junginys yra paprasčiausias fosfogliceridas ir vadinamas fosfatidatu, arba taip pat diacilglicerolio 3-fosfatu. Nors fiziologinėje aplinkoje jo nėra gausu, jis yra pagrindinis sudėtingesnių molekulių sintezės elementas.

Fosfogliceridai, gauti iš fosfatidato

Iš paprasčiausios fosfoglicerido molekulės gali vykti sudėtingesnių elementų biosintezė, atliekant labai svarbius biologinius vaidmenis.

Fosfatidato fosfato grupė esterinama su alkoholių hidroksilo grupe - ji gali būti viena arba kelios. Dažniausi folfogliceridų alkoholiai yra serinas, etanolaminas, cholinas, glicerolis ir inozitolis. Šie dariniai bus aprašyti žemiau:

Fosfatidiletanolaminas

Žmogaus audinių ląstelių membranose fosfatidiletanolaminas yra svarbus šių struktūrų komponentas.

Jį sudaro riebalų rūgščių esteruotas alkoholis, esantis hidroksiluose, esančiuose 1 ir 2 padėtyse, o 3 padėtyje randame fosfato grupę, esterintą amino amino alkoholiu etanolaminu.

Fosfatidilserinas

Paprastai šis fosfogliceridas randamas monosluoksnyje, nukreiptame į ląstelių vidų, tai yra, citozolinę pusę. Užprogramuotos ląstelių žūties metu keičiasi fosfatidilserino pasiskirstymas ir yra visame ląstelės paviršiuje.

Fosfatidilinozitolis

Fosfatidilinozitolis yra fosfolipidas, kurio randama nedaug tiek ląstelių membranoje, tiek tarpląstelinių komponentų membranose. Buvo nustatyta, kad ji dalyvauja ląstelinės komunikacijos įvykiuose, sukeldama ląstelės vidinės aplinkos pokyčius.

Sfingomielinas

Fosfolipidų grupėje sfingomielinas yra vienintelis fosfolipidas, esantis membranose, kurių struktūra nėra išgauta iš alkoholio glicerolio. Vietoj to, skeletas yra sudarytas iš sfingozino.

Struktūriškai šis paskutinis junginys priklauso aminoalkoholių grupei ir turi ilgą anglies grandinę su dvigubais ryšiais.

Šioje molekulėje amino grupė ant stuburo yra prijungta prie riebiosios rūgšties per amido tipo jungtį. Kartu pirminė skeleto hidroksilo grupė esterinama iki fosfotilcholino.

Plasmalogenai

Plasmallogenai yra fosfogliceridai, kurių galvutės daugiausia susidaro iš etanolamino, cholino ir serino. Šių molekulių funkcijos nėra visiškai išaiškintos, o literatūroje apie jas yra mažai informacijos.

Kadangi vinilo eterio grupė lengvai oksiduojasi, plazmalogenai sugeba reaguoti su laisvaisiais deguonies radikalais. Šios medžiagos yra vidutinio ląstelių metabolizmo produktai ir nustatyta, kad jos pažeidžia ląstelių komponentus. Be to, jie taip pat buvo susiję su senėjimo procesais.

Todėl galima plazmalogenų funkcija yra gaudyti laisvuosius radikalus, kurie gali turėti neigiamos įtakos ląstelių vientisumui.

Nuorodos

1. Bergas, J. M., Stryeris, L., ir Tymoczko, J. L. (2007). Biochemija. Aš atbuline eiga.
2. Devlin, TM (2004). Biochemija: vadovėlis su klinikiniais pritaikymais. Aš atbuline eiga.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Biochemija. Esminės sąvokos. Visos Amerikos.
4. Melo, V., Ruiz, V. M. ir Cuamatzi, O. (2007). Metabolinių procesų biochemija. Grąžinti.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plasmalogenai: biosintezė ir funkcijos. Lipidų tyrimų pažanga, 40 (3), 199–229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC ir López, CT (2001). Metabolinė biochemija. Redakcijos tebaras.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Biochemijos pagrindai. Meninis redaktorius.