Fosfatidinske kiseline ili phosphatidate , je fosfolipid pripada porodici glicerofosfsolipida ili fosfogliceridima, koje su prisutne u svim biološkim membranama. To je najjednostavniji fosfolipid i djeluje kao prekursor drugih složenijih glicerofosfolipida, iako ga ne nalazimo u velikim količinama.
Na primjer, u E. coli on predstavlja manje od 0,5% ukupnih fosfolipida u plazma membrani i brzo se mijenja zbog svoje uloge biosintetskog intermedijara.
Fisher-ovo predstavništvo za fosfatidnu kiselinu (Izvor: Mzaki via Wikimedia Commons)
Ovaj fosfolipid prekursora nastaje acilacijom hidroksilnih skupina glicerol 3-fosfata s dvije aktivirane molekule masnih kiselina, a vjeruje se da je prisutan u gotovo svim biološkim membranama.
Kardiolipin, važan fosfolipid prisutan u mitohondrijskoj membrani i plazma membrani bakterija i arheja, sastoji se od dvije molekule fosfatidne kiseline povezane u molekuli glicerola.
Lizofosfatidna kiselina, to jest molekula fosfatidne kiseline kojoj nedostaje acilna skupina, sudjeluje kao posredna molekula u mnogim procesima izvanstanične signalizacije.
Kemijska struktura
Kao i većina fosfolipida, fosfatidna kiselina je amfipatska molekula s dva kraja suprotne hidrofilnosti: hidrofilni polarni kraj i hidrofobni apolarni repovi.
Kao što je gore spomenuto, ovo je najjednostavniji fosfolipid, budući da je njegova "glava" ili polarna skupina sastavljena isključivo od fosfatne skupine koja je vezana na ugljik u položaju 3 molekule glicerola.
Njihovi apolarni repovi formirani su od dva lanca masnih kiselina esterificiranih do ugljika na položajima 1 i 2 glicerol 3-fosfata. Te masne kiseline imaju različite duljine i stupnjeve zasićenja.
Obično se dužina vezanih masnih kiselina kreće od 16 do 24 atoma ugljika; i utvrđeno je da je masna kiselina vezana na ugljik 2 obično nezasićena (prisutnost dvostrukih veza ugljik-ugljik), mada to ovisi o razmatranom organizmu, jer je u biljnoj plastidi to zasićena masna kiselina.
biosinteza
Biosinteza fosfatidne kiseline je točka grane sinteze ostalih glicerofosfolipida. Započinje aktivacijom masnih kiselina dodavanjem dijela CoA, reakcijom kataliziranom acil-CoA sintetazom, koja stvara acil-CoA.
Postoje različiti izoformi ovog enzima koji se nalaze u endoplazmatskom retikulu i u mitohondrijima, ali reakcije se odvijaju na gotovo isti način kao u prokariotu.
Prvi "počinjeni" korak biosintetskog puta je prijenos molekule acil-CoA u glicerol-3-fosfat, reakcija katalizirana glicerol-3-fosfatnom aciltransferazom povezana s vanjskom membranom mitohondrija i s retikulumom. endoplazmatska.
Smatra se da se proizvod ove reakcije lizofosfatidna kiselina (budući da ima samo jedan ugljikovodični lanac) prenosi iz mitohondrija u endoplazmatski retikulum kako bi se provela druga reakcija aciliranja.
Grafički sažetak sinteze fosfatidne kiseline (Izvor: Krishnavedala putem Wikimedia Commons)
Enzim koji katalizira ovaj korak poznat je kao 1-acilglicerol 3-fosfatna aciltransferaza koja obiluje membranom endoplazmatskog retikuluma i specifično prenosi nezasićene masne kiseline do ugljika na položaju 2 1-acilglicerol 3-fosfatne molekule.
Tako nastala fosfatidna kiselina može se hidrolizirati fosfatazom fosfatidne kiseline do 1,2-diacilglicerola, koja se zatim može upotrijebiti za sintezu fosfatidilholina i fosfatidiletanolamina.
Drugi načini proizvodnje
Alternativni put za proizvodnju fosfatidne kiseline koji uključuje "recikliranje" molekula 1,2-diacilglicerola, odnosi se na sudjelovanje specifičnih enzima kinaze koji fosfatne skupine prenose u ugljik u položaju 3 diacilglicerola.
Drugi je rezultat hidrolize drugih fosfolipida, kataliziranih enzimima poznatim kao fosfolipaze. Primjer ovog postupka je proizvodnja fosfatidne kiseline iz fosfatidilholina zahvaljujući djelovanju fosfolipaze D koja hidrolizira vezu između holina i fosfatne skupine 1,2-diacilglicerol 3-fosfata.
Biosinteza u biljkama
Proizvodnja fosfatidne kiseline u biljkama povezana je s četiri različita odjeljka biljnih stanica: plastidima, endoplazmatskim retikulumom, mitohondrijama i Golgijevim kompleksom.
Prvi korak u putu je isti kao prethodno opisan, a glicerol 3-fosfatna aciltransferaza sudjeluje u svakom odjeljku za prijenos aktivirane acil-CoA skupine u ugljik 1 molekule glicerola 3-fosfata.
Sintezu dovršava enzim nazvan azotransferaza lizofosfatidne kiseline nakon prelaska druge acilne skupine u položaj C3 lizofosfatidne kiseline.
U plastidama biljaka ovaj enzim selektivno prenosi zasićene masne kiseline odgovarajuće duljine sa 16 atoma ugljika. To je posebna osobina lipida sintetiziranih u tim organelama.
Značajke
Fosfatidinska kiselina je prethodnik fosfolipida mnogih fosfolipida, galaktolipida i triglicerida u mnogim organizmima. Stoga je bitna molekula za stanice, iako ne ispunjava izravne strukturne funkcije.
U životinja se jedan od produkata njegove enzimske hidrolize, 1,2-diacilglicerol, koristi za stvaranje triacilglicerida ili triglicerida pomoću transeterifikacije s trećom aktiviranom molekulom masne kiseline (povezanom s dijelom CoA).
Trigliceridi su važne molekule rezerve energije za životinje, jer oksidacija masnih kiselina prisutnih u njima dovodi do oslobađanja velike količine energije i prekursora i intermedijara u drugim metaboličkim putevima.
Drugi produkt njegove hidrolize, lizofosfatidinska kiselina, važan je drugi glasnik u nekim izvanstaničnim signalnim putovima koji uključuju njegovo vezanje na receptore na površini drugih stanica uključenih u tumorigenezu, angiogenezu i imunološke odgovore, između ostalih.
Njegove funkcije signalne molekule uključuju sudjelovanje u indukciji proliferacije stanica, smanjenoj apoptozi, agregaciji trombocita, kontrakciji glatkih mišića, hemotaksiji, invaziji tumorskih stanica i drugim.
U bakterijama je fosfatidinska kiselina potrebna tijekom procesa izmjene fosfolipidne membrane koji ćeliji pruža "osmoprotektivne" molekule poznate kao "oligosaharidi izvedeni iz membrane".
Reference
- Koolman, J., i Roehm, K. (2005). Biološki kemijski atlas (2. izd.). New York, SAD: Thieme.
- Luckey, M. (2008). Membranska strukturna biologija: s biokemijskim i biofizičkim osnovama. Cambridge University Press
- Mathews, C., van Holde, K., i Ahern, K. (2000). Biokemija (3. izd.). San Francisco, Kalifornija: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. izd.). McGraw-Hill Medical.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehningerovi principi biokemije. Omega izdanja (5. izd.).
- Rawn, JD (1998). Biokemija. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokemija lipida, lipoproteina i membrana. U Novoj sveobuhvatnoj biokemiji Vol. 36 (4. izd.). Elsevier.