Fosfolipider egenskaper, struktur, funktioner, typer

5078
Abraham McLaughlin

Termen fosfolipid Det används för att hänvisa till biomolekyler av lipid karaktär som har i sina strukturer, specifikt i sina polära huvuden, en fosfatgrupp, och som som huvudskelett kan ha en molekyl glycerol 3-fosfat eller en av sfingosin.

Många författare hänvisar emellertid, när de nämner fosfolipider, vanligtvis glycerofosfolipider eller fosfoglycerider, vilka är lipider härledda från glycerol-3-fosfat till vilka de är förestrade, vid kolerna i positionerna 1 och 2, två kedjor av fettsyror med varierande längder och mättnadsgrad.

Schema för strukturen av en fosfolipid (Källa: OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

Fosfoglycerider representerar den viktigaste gruppen av membranlipider och kännetecknas huvudsakligen av identiteten hos de substituentgrupper som är bundna till fosfatgruppen vid C3-positionen av glycerol.

Fosfatidylkolin, fosfatidyletanolamin, fosfatidylserin och fosfatidylinositol är bland de mest framstående fosfolipiderna, både för deras överflöd och för vikten av de biologiska funktioner de utövar i celler.

Artikelindex

  • 1 Funktioner
  • 2 Struktur
  • 3 funktioner
    • 3.1 Strukturell
    • 3.2 Mobilkommunikation
    • 3.3 Energi och ämnesomsättning
    • 3.4 Andra funktioner
  • 4 typer
    • 4.1 -Glycerofosfolipider
    • 4.2 -Eter-fosfolipider och plasmalogener
    • 4.3 -Sphingomyelins
  • 5 Var är de??
  • 6 Exempel på större fosfolipider
  • 7 Referenser

Egenskaper

Liksom alla andra lipider är fosfolipider också amfipatiska molekyler, det vill säga de har en hydrofil polär ände, ofta känd som "polärt huvud" och en apolär ände som kallas "apolär svans", som har hydrofoba egenskaper..

Beroende på huvudgruppernas eller polära gruppers natur och de alifatiska kedjorna har varje fosfolipid olika kemiska, fysiska och funktionella egenskaper. Polära substituenter kan vara anjoniska (med en nettoladdning), zwitterjoniska eller katjoniska (med en positiv nettoladdning).

Fosfolipider fördelas "asymmetriskt" i cellmembran, eftersom dessa kan vara mer eller mindre anrikade av en eller annan typ, vilket också är sant för varje monolager som utgör lipid-dubbelskiktet, eftersom en fosfolipid företrädesvis kan placeras mot utsidan eller insidan cell.

Fördelningen av dessa komplexa molekyler beror i allmänhet på enzymerna som är ansvariga för deras syntes, vilka moduleras samtidigt av de inneboende behoven hos varje cell..

Strukturera

De flesta fosfolipider, såsom diskuterats ovan, är lipider som är sammansatta på en glycerol-3-fosfatkedja; och det är därför de också är kända som glycerofosfolipider eller fosfoglycerider.

Dess polära huvud består av fosfatgruppen bunden till kolet vid C3-positionen av glycerolen till vilken substituentgrupperna eller "huvudgrupperna" är bundna med hjälp av en fosfodiesterbindning. Det är dessa grupper som ger varje fosfolipid identitet.

Den apolära regionen representeras i de apolära svansarna, som består av fettsyrakedjorna bundna till kolen i C1- och C2-positionerna i glycerol-3-fosfatmolekylen med hjälp av ester- eller eterbindningar (eter-fosfolipider)..

Schematisk bild av en fosfolipid i ett membran (Källa: Tvanbr via Wikimedia Commons)

Andra fosfolipider är baserade på en molekyl av dihydroxiacetonfosfat till vilken fettsyrorna också är bundna genom eterbindningar..

I många biologiskt viktiga fosfolipider är fettsyran vid C1-positionen en mättad fettsyra med 16 till 18 kolatomer, medan fettsyran vid C2-positionen ofta är omättad och längre (18 till 20 kolatomer). Kol).

Normalt finns inte grenade fettsyror i fosfolipider.

Den enklaste fosfolipiden är fosfatidinsyra, som består av en glycerol-3-fosfatmolekyl bunden till två fettsyrakedjor (1,2-diacylglycerol-3-fosfat). Detta är nyckelintermediären för bildandet av andra glycerofosfolipider..

Funktioner

Strukturell

Fosfolipider, tillsammans med kolesterol och sfingolipider, är de viktigaste strukturella elementen för bildandet av biologiska membran.

Biologiska membran möjliggör förekomsten av cellerna som utgör alla levande organismer, såväl som organellerna inuti dessa celler (cellulär avdelning).

Fosfolipider är en väsentlig del av lipid-dubbelskiktet som utgör biologiska membran (Källa: Bekerr, via Wikimedia Commons)

De fysikalisk-kemiska egenskaperna hos fosfolipider bestämmer de elastiska egenskaperna, fluiditeten och förmågan att associera med integrerade och perifera proteiner i cellmembran..

I denna bemärkelse interagerar proteinerna som är associerade med membranen huvudsakligen med de polära grupperna av fosfolipider och det är i sin tur dessa grupper som ger speciella ytegenskaper till lipid-dubbelskikten som de ingår i..

Vissa fosfolipider bidrar också till stabilisering av många transporterproteiner och andra hjälper till att öka eller förbättra deras aktivitet.

Mobilkommunikation

När det gäller cellkommunikation finns det några fosfolipider som uppfyller specifika funktioner. Till exempel är fosfoinositoler viktiga källor till andra budbärare som deltar i cellsignaleringsprocesser i membranen där de finns..

Fosfatidylserin, en viktig fosfolipid väsentligen associerad med det inre monoskiktet i plasmamembranet, har beskrivits som en "indikator" eller "markör" -molekyl i apoptotiska celler, eftersom den omplaceras till det yttre monoskiktet under programmerade celldödsprocesser..

Energi och ämnesomsättning

Liksom resten av membranlipiderna är fosfolipider en viktig källa till kalorinergi, liksom föregångare för membranbiogenes..

De alifatiska kedjorna (fettsyrorna) som utgör deras apolära svansar används genom komplexa metaboliska vägar genom vilka stora mängder energi extraheras i form av ATP, energi som är nödvändig för att utföra de flesta cellulära processer som är viktiga.

Andra funktioner

Vissa fosfolipider uppfyller andra funktioner som en del av specialmaterial i vissa vävnader. Dipalmitoyl-fosfatidylkolin är till exempel en av huvudkomponenterna i lungens tensid, som är en komplex blandning av proteiner och lipider vars funktion är att minska ytspänningen i lungorna under utgången..

Typer

Fettsyrorna bundna till glycerol-3-fosfat-ryggraden kan variera mycket, därför kan samma typ av fosfolipid bestå av ett stort antal molekylära arter, varav några är specifika för vissa organismer, för vissa vävnader och till och med för vissa celler inom samma organism.

-Glycerofosfolipider

Glycerofosfolipider eller fosfoglycerider är den vanligaste klassen lipider i naturen. Så mycket att de är den modell som vanligtvis används för att beskriva alla fosfolipider. De finns främst som strukturella element i cellmembran, men de kan också fördelas i andra delar av cellen, men i mycket lägre koncentration.

Som har kommenterats genom denna text bildas dess struktur av en molekyl av 1,2-diacylglycerol-3-fosfat till vilken en annan molekyl med polära egenskaper är bunden, genom en fosfodiesterbindning, som ger en specifik identitet till varje glycerolipidgrupp.

Dessa molekyler är i allmänhet alkoholer såsom etanolamin, kolin, serin, glycerol eller inositol och bildar fosfatidyletanolaminer, fosfatidylkoliner, fosfatidylseriner, fosfatidylglyceroler och fosfatidylinositoler..

Dessutom kan det finnas skillnader mellan fosfolipider som tillhör samma grupp relaterade till längden och graden av mättnad av de alifatiska kedjorna som utgör deras apolära svansar..

Klassificering

Enligt egenskaperna hos de polära grupperna klassificeras glycerofosfolipider som:

- Negativt laddade glycerofosfolipider, såsom fosfatidylinositol 4,5-bisfosfat.

- Neutrala glycerofosfolipider, såsom fosfatidylserin.

- Positivt laddade glycerofosfolipider, såsom fosfatidylkolin och fosfatidyletanolamin.

-Eterfosfolipider och plasmalogener

Även om deras funktion inte är känd med säkerhet är det känt att denna typ av lipid finns i cellmembranen i vissa djurvävnader och i vissa unicellulära organismer..

Dess struktur skiljer sig från de vanligaste fosfolipiderna efter typen av bindning genom vilken fettsyrakedjorna är bundna till glycerol, eftersom det är en bindning av etertyp och inte en ester. Dessa fettsyror kan vara mättade eller omättade.

I fallet med plasmallogener är fettsyrakedjorna bundna till en dihydroxiacetonfosfatkedja med hjälp av en dubbelbindning till C1- eller C2-kolerna..

Plasmalogener är särskilt rikliga i cellerna i hjärtvävnaden hos de flesta ryggradsdjur. och många ryggradslösa djur, halofytiska bakterier och vissa cilierade protister har membran berikade med denna typ av fosfolipider.

Bland de få kända funktionerna hos dessa lipider är exemplet på trombocytaktiverande faktor hos ryggradsdjur, som är en alkylfosfolipid..

-Sphingomyelins

Även om de kunde klassificeras tillsammans med sfingolipider, eftersom de i deras huvudskelett innehåller en sfingosinmolekyl istället för en glycerol-3-fosfatmolekyl, representerar dessa lipider den näst vanligaste klassen av membranfosfolipider..

En fettsyrakedja är bunden till amfingruppen i sfingosin genom en amidbindning, varigenom en ceramid bildas. Den primära hydroxylgruppen i sfingosin förestras med en fosforylkolin, vilket ger upphov till sfingomyelin.

Dessa fosfolipider berikar, som namnet antyder, myelinmantlarna som omger nervcellerna, som spelar en ledande roll i överföringen av elektriska nervimpulser..

Var är de?

Som deras funktioner indikerar finns fosfolipider huvudsakligen som en strukturell del av lipid-dubbelskikten som utgör de biologiska membranen som omsluter båda cellerna och deras inre organeller i alla levande organismer..

Dessa lipider är vanliga i alla eukaryota organismer och till och med i många prokaryoter, där de utför liknande funktioner..

Exempel på större fosfolipider

Som flera gånger har kommenterats är glycerofosfolipider de viktigaste och rikligaste fosfolipiderna i cellerna i någon levande organism. Av dessa representerar fosfatidylkolin mer än 50% av fosfolipiderna i eukaryota membran. Den har en nästan cylindrisk form, så den kan organiseras i platta lipid-dubbelskikt.

Fosfatidyletanolamin, å andra sidan, är också extremt rikligt, men dess struktur är "konisk", så den monteras inte själv som dubbelskikt och är normalt associerad med platser där det finns krökningar i membranet..

Referenser

  1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biokemi (4: e upplagan). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Learning.
  2. Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Color Atlas of Biochemistry (2: a upplagan). New York, USA: Thieme.
  3. Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C., & Huang, Z. (2014). En genomgång av fosfolipider och deras huvudsakliga tillämpningar i läkemedelsleveranssystem. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 1-18.
  4. Luckey, M. (2008). Membranstrukturbiologi: med biokemiska och biofysiska fundament. Cambridge University Press.
  5. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokemi (3: e upplagan). San Francisco, Kalifornien: Pearson.
  6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28: e upplagan). McGraw-Hill Medical.
  7. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger Principer för biokemi. Omega Editions (5: e upplagan).
  8. van Meer, G., Voelker, D. R., & Feigenson, G. W. (2008). Membranlipider: var de är och hur de beter sig. Nature Reviews, 9, 112-124.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.