- Struktura
- Glavna grupa: inozitol
- Apolarni repovi
- Trening
- De novo sinteza
- Sinteza njegovih derivata
- Značajke
- strukturalan
- U staničnoj signalizaciji
- Reference
Fosfatidilinozitol je fosfolipid ili obitelj glicerofosfsolipida fosfogliceridima, koje su prisutne u biološkim membranama. On čini oko 10% ukupnog sadržaja fosfolipida u prosječnoj ćeliji.
Čest je na unutarnjoj strani plazma membrane mnogih eukariota i prokariota. Kod sisavaca i drugih kralježnjaka, ona osobito obogaćuje membrane moždanih stanica; i upravo su je u tim tkivima prvi put primijetili Folch i Wooley 1942. godine.
Klasični prikaz fosfatidilinozitola (Izvor: NEUROtiker via Wikimedia Commons)
Njegovu kemijsku strukturu, kao i neke od njenih fosforiliranih derivata, utvrdila je Ballouova istraživačka skupina između 1959. i 1961.
Ima važne strukturne funkcije, povezane s njegovom obiljem u membranama, ali je i važan izvor drugih glasnika koji imaju važne implikacije na stanične signalizacijske procese koje pokreću brojni i raznoliki posebni podražaji.
Njegov glikozilirani oblik sudjeluje u kovalentnoj modifikaciji proteina što im omogućava da se vežu na membrane kroz lipidne strukture nazvane GPI (glikozilfosfatidilinozitol) "sidrišta".
Struktura
Kao i većina membranskih lipida, fosfatidilinozitol je amfipatska molekula, to jest, molekula s hidrofilnim polarnim krajem i hidrofobnim nepolarnim krajem.
Njegova opća struktura temelji se na tri-fosfatnoj okosnici 1,2-diacil glicerola glicerola, gdje dva lanca masnih kiselina esterificirana na ugljiku na pozicijama 1 i 2 predstavljaju apolarne repove, a fosfatna skupina spojena na skupinu " glava ”, predstavlja polarnu regiju.
Glavna grupa: inozitol
Molekula inozitola spojena fosfodiesterskom vezom na fosfatnu skupinu na ugljiku na položaju 3 molekule glicerola predstavlja "glavnu" skupinu ovog fosfolipida.
Inozitol je derivat cikloheksana koji ima sve svoje ugljikove atome (6) i svaki je povezan s hidroksilnom skupinom. Može poticati iz namirnica koje se konzumiraju u prehrani, putem sinteze de novo ili iz vlastitog recikliranja. Stanice mozga, kao i ostala tkiva u manjem obimu, proizvode ga iz 6-fosfata glukoze.
Struktura mnogih derivata fosfatidilinozitola nije ništa drugo do molekula fosfatidilinozitola kojoj su dodane fosfatne skupine u nekim hidroksilnim skupinama dijela inozitola.
Apolarni repovi
Lanac ugljikovodika apolarnih repova može imati različite duljine od 16 do plus ili minus 24 atoma ugljika, ovisno o organizmu o kojem je riječ.
Ti lanci mogu biti zasićeni (jednostruke veze ugljik-ugljik) ili nezasićeni (dvostruke veze ugljik-ugljik; mononezasićene ili polinezasićene) i, poput ostalih fosfolipida dobivenih iz fosfatidne kiseline, masne kiseline u položaju C2 glicerol-3-fosfata obično je nezasićen.
Ovi lipidi obično imaju lance masnih kiselina koji odgovaraju stearinskoj i arahidonskoj kiselini, od 18 i 20 atoma ugljika, jedan zasićeni, a drugi nezasićeni.
Trening
Fosfatidilinozitol, poput ostalih fosfolipida, nastaje iz fosfatidne kiseline, jednostavnog fosfolipida čiju strukturu karakteriziraju dva apolarna repa i polarna glava sastavljena samo od fosfatne skupine koja je vezana na ugljik na položaju 3 glicerola.
De novo sinteza
Za de novo tvorbu fosfatidilinozitola, fosfatidinska kiselina reagira sa CTP (citidin trifosfatom), visokoenergetskom molekulom analognom ATP-u, i formira CDP-diacilglicerol, koji je čest prekursor u putu fosfatidilinozitola i njegovih derivata, fosfatidilglicerol i difosfatidilglicerol ili kardiolipin.
Dotična reakcija katalizira enzim CDP-diacilglicerol sintaza, koji ima dvostruko subcelijsko mjesto koje uključuje mikrosomsku frakciju i unutarnju mitohondrijsku membranu.
Fosfatidilinozitol nastaje reakcijom kondenzacije između molekule inozitola i molekule CDP-diacilglicerola koja je rezultirala iz prethodnog koraka.
Ovaj korak katalizira fosfatidilinozitol-sintaza (CDP-diacilglicerol: mioinozitol-3-fosfatidil-transferaza), enzim povezan s membranom endoplazmatskog retikuluma stanica sisavaca.
Reakcija koja predstavlja ograničavajući korak ovog procesa zapravo je stvaranje inozitola iz glukoznog 6-fosfata, koji se mora odvijati "uzvodno" biosintetskog puta.
Sinteza njegovih derivata
Fosforilirani derivati fosfatidilinozitola proizvode se grupom enzima nazvanih fosfatidilinozitol kinaze, koji su odgovorni za vezanje fosfatnih skupina na hidroksilne skupine inozitolskog dijela matičnog lipida.
Značajke
strukturalan
Poput fosfatidilserina i fosfatidilglicerola, fosfatidilinozitol služi višestrukim funkcijama. Ima važne strukturne posljedice, jer je dio lipidnih slojeva koji čine različite i višenamjenske biološke membrane.
Mnogi se proteini "vežu" na stanične membrane kroz takozvane "GPI sidre", koji nisu ništa drugo do glikozilirani derivati fosfatidilinozitola koji pružaju proteinima hidrofobno "sidro" koje ih podupire na površini stanice. membrana.
Neki proteini citoskeleta vezuju se na fosforilirane derivate fosfatidilinozitola, a ova vrsta lipida služi i kao jezgra za stvaranje proteinskih kompleksa uključenih u egzocitozu.
U staničnoj signalizaciji
Primjerice, njegovi derivati su drugi glasnici u mnogim signalnim procesima povezanim sa hormonima kod sisavaca.
Dva najvažnija sekundarna glasnika koja proizlaze iz "hormonsko osjetljivog fosfatidilinozitola" su inozitol 1,4,5-trifosfat (IP3 ili inozitol trifosfat) i diacilglicerol koji ispunjavaju različite funkcije. dolje ”na slapu.
IP3 je uključen u kaskadu hormonske signalizacije koju koriste drugi messenger sustavi, poput adrenalina.
Inozitol je topiv glasnik koji vrši svoje funkcije u citosolu, dok je diacilglicerol topiv u masti i ostaje vezan u membrani, gdje također djeluje kao glasnik.
Na isti način, u biljkama je utvrđeno da fosforilirani derivati fosfatidilinozitola također imaju važne funkcije u kaskadama stanične signalizacije.
Reference
- Antonsson, B. (1997). Fosfatidilinozitol-sintaza iz tkiva sisavaca. Biochimica et Biophysica Acta.
- Luckey, M. (2008). Membranska strukturna biologija: s biokemijskim i biofizičkim osnovama. Cambridge University Press.
- 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.).
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokemija lipida, lipoproteina i membrana. U Novoj sveobuhvatnoj biokemiji Vol. 36 (4. izd.). Elsevier.