De kardiolipin, även känd som difosfatidylglycerol, det är en lipid från glycerofosfolipidfamiljen och från gruppen polyglycerofosfolipider. Det finns i mitokondriellt membran hos eukaryota organismer, i plasmamembranet hos många bakterier och även i vissa arkeaer..
Det upptäcktes av Pangborn 1942 från analysen av membranlipiderna i en nötkreaturs hjärtvävnad. Dess struktur föreslogs 1956 och den kemiska syntesen ägde rum cirka tio år senare..
Vissa författare anser att dess närvaro är begränsad till ATP-producerande membran, såsom fallet med mitokondrier i eukaryoter, plasmamembran i bakterier och hydrogenomer (mitokondrielliknande organeller) hos vissa protister..
Det faktum att kardiolipin finns i mitokondrierna och i plasmamembranet hos bakterier har använts för att förstärka baserna för den endosymbiotiska teorin, som fastställer att mitokondrier uppstod i stamcellerna av eukaryoter genom fagocytos av en bakterie, som sedan blev cell beroende och tvärtom.
Dess biosyntetiska väg hos djur beskrivs mellan 1970 och 1972 och senare visades att det är samma väg som förekommer i växter, jäst, svamp och ryggradslösa djur. Det är inte mycket riklig lipid, men celler kräver att den fungerar korrekt.
Betydelsen av denna fosfolipid för mitokondrier och därför för cellulär metabolism är uppenbar när felfunktionen i de metaboliska vägarna som är associerade med den ger en mänsklig patologi som kallas Barths syndrom (kardiovaskulär myopati).
Artikelindex
Kardiolipin eller difosfatidylglycerol består av två molekyler fosfatidinsyra (den enklaste fosfolipiden) kopplade samman genom en molekyl glycerol.
Fosfatidinsyra, en av de vanliga mellanprodukterna i de biosyntetiska vägarna för andra fosfolipider, består av en glycerol-3-fosfatmolekyl, till vilken två fettsyrakedjor förestras vid positionerna för kol 1 och 2, så även känd som 1,2- diacylglycerol-3-fosfat.
Därför består kardiolipin av tre glycerolmolekyler: en central glycerol, bunden till en fosfatgrupp vid kol 1, en annan fosfatgrupp vid kol 3 och en hydroxylgrupp vid kol 2; och två "sidoglyceroler".
De två "sido" -glycerolmolekylerna är bundna till den centrala molekylen genom "glycerolbryggor" genom sina kol vid position 3. Vid kolerna vid position 1 och 2 förestras två fettsyrakedjor med längd och mättnad..
Cardiolipin är en lipid som kan eller inte kan bilda dubbelskikt, beroende på närvaron eller frånvaron av tvåvärda katjoner. Detta är relaterat till det faktum att det är en symmetrisk molekyl, vilket gör det viktigt i membran som är ansvariga för energitransduktionsprocesser..
Liksom de andra lipiderna i gruppen av polyglycerofosfolipider har kardiolipin flera hydroxylgrupper som kan tjäna för bindning av fettsyror. Därför har den flera positionella stereoisomerer..
Olika studier har fastställt att fettsyrorna som är fästa vid de laterala glycerolmolekylerna i kardiolipin typiskt är omättade, men graden av omättnad har inte bestämts..
Så sådana fettsyror kan vara 14-22 kol långa och 0-6 dubbelbindningar. Detta och det faktum att kardiolipin har fyra kopplade fettsyramolekyler, antyder att det kan finnas flera variabler och kombinationer av denna fosfolipid..
Kardiolipinbiosyntes, som man kan förvänta sig, börjar med syntes av fosfatidinsyra eller 1,2-diacylglycerol-3-fosfat från glycerol-3-fosfat och fettsyror. Denna process inträffar i mitokondrier av eukaryoter och i plasmamembranet hos bakterier..
Efter att ha bildats reagerar fosfatidinsyra med en högenergimolekyl analog med ATP: CTP. Sedan bildas en mellanprodukt, även med hög energi, känd som fosfatidyl-CMP. Den aktiverade fosfatidylgruppen överförs till hydroxylgruppen vid Cl-positionen i den centrala glycerolmolekylen som fungerar som ryggraden..
Denna process resulterar i en molekyl som kallas fosfatidylglycerofosfat, som hydrolyseras för att ge fosfatidylglycerol. Den tar emot en annan aktiverad fosfatidylgrupp från en annan fosfatidyl-CMP-molekyl, en reaktion katalyserad av ett fosfatidyltransferas, även känt som kardiolipinsyntas.
Enzymet kardiolipinsyntas ligger i det inre mitokondriella membranet och verkar bilda ett stort komplex, åtminstone i jäst. Dess gen uttrycks i stora mängder i vävnader som är rika på mitokondrier såsom hjärt-, lever- och skelettmuskulatur hos ryggradsdjur..
Reglering av dess aktivitet beror till stor del på samma transkriptionsfaktorer och endokrina faktorer som modulerar mitokondriell biogenes.
När det väl har syntetiserats i det inre mitokondriella membranet måste kardiolipin flyttas mot det yttre mitokondriella membranet så att en serie topologiska processer äger rum i membranet och andra strukturella element av detsamma är inrymda..
Kardiolipinhalten i bakterier kan vara mycket varierande och beror huvudsakligen på cellernas fysiologiska tillstånd: det är vanligtvis mindre rikligt i den exponentiella tillväxtfasen och mer rikligt när det sker en minskning av den (till exempel i den stationära fasen).
Dess biosyntetiska väg kan utlösas av olika stressiga stimuli som energiunderskott eller osmotisk stress.
Fram till bildandet av fosfatidylglycerol är processen i eukaryoter och prokaryoter ekvivalent, men i prokaryoter får fosfatidylglycerol genom transförestring en fosfatidylgrupp från en annan fosfatidylglycerolmolekyl. Denna reaktion katalyseras av ett enzym av fosfolipas D-typ, även känt som kardiolipinsyntas..
Denna reaktion är känd som "transfosfatidyleringsreaktionen" (från engelska "transfosfatidylering "), där en av fosfatidylglycerolerna fungerar som en donator av fosfatidylgruppen och den andra som en acceptor.
De fysiska egenskaperna hos kardiolipinmolekyler tillåter tydligen vissa interaktioner som spelar viktiga roller i den strukturella organisationen av membranen där de finns..
Bland dessa funktioner är diskriminering av vissa membrandomäner, interaktionen eller "crossover" med transmembranproteiner eller deras underdomäner, bland andra..
Tack vare dess fysikalisk-kemiska egenskaper känns kardiolipin som en lipid som inte bildar ett dubbelskikt, men vars funktion kan vara att stabilisera och "anpassa" transmembranproteinerna i lipid-dubbelskikten..
Dess elektriska egenskaper, i synnerhet, ger den funktioner i protonöverföringsprocesserna som äger rum i mitokondrier.
Även om celler kan överleva utan denna fosfolipid, har vissa studier fastställt att det krävs för att de ska fungera optimalt.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.