FOSFOGLICERIDI: STRUKTURA, FUNKCIJE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Se fosfogliceridima ili glicerofosfolipidi obilje molekule lipidne prirode u biološkim membranama. Molekula fosfolipida sastoji se od četiri osnovne komponente: masne kiseline, kostur povezan s masnom kiselinom, fosfat i alkohol povezan s njima.

Općenito, na ugljiku 1 glicerola nalazi se zasićena masna kiselina (samo jednostruke veze), dok je na ugljiku 2 masna kiselina nezasićenog tipa (dvostruka ili trostruka veza između ugljika).

Izvor strukture: Nije dostupan autor za čitanje autora. Lennert B pretpostavio (na temelju tvrdnji o autorskim pravima)., putem Wikimedia Commonsa

Među najistaknutijim fosfogliceridima u stanicama membrane imamo: sfingomijelin, fosfatidilinozitol, fosfatidilserin i fosfatidiletanolamin.

Hrana bogata ovim biološkim molekulama su bijelo meso poput ribe, žumanjka, nekih vrsta organa, školjki i orašastih plodova.

Struktura

Komponente fosfoglicerida

Fosfoglicerid se sastoji od četiri osnovna strukturna elementa. Prvi je kostur na koji su vezane masne kiseline, fosfat i alkohol - drugi je vezan za fosfat.

Okosnica fosfoglicerida može se stvoriti iz glicerola ili sfingozina. Prvi je alkohol s tri ugljika, dok je drugi drugi alkohol složenije strukture.

U glicerolu se hidroksilne skupine smještene na ugljiku 1 i 2 esterificiraju pomoću dvije karboksilne skupine velikih lanaca masnih kiselina. Ugljik koji nedostaje, smješten na položaju 3, esterificiran je fosfornom kiselinom.

Iako glicerol nema asimetrični ugljik, alfa ugljikovi nisu stereohemijski identični. Stoga, esterifikacija fosfata na odgovarajućem ugljiku daje asimetriju molekuli.

Karakteristike masnih kiselina u fosfogliceridima

Masne kiseline su molekule sastavljene od ugljikovodičnih lanaca različite duljine i stupnja zasićenja, a završavaju se u karboksilnoj skupini. Te se karakteristike znatno razlikuju i određuju njihova svojstva.

Lanac masnih kiselina je linearan ako je zasićenog tipa ili ako je nezasićen u trans položaju. Suprotno tome, prisutnost dvostruke veze cis tipa stvara zavoj u lancu, tako da ga više ne treba predstavljati linearno, kao što je to često slučaj.

Masne kiseline dvostrukim ili trostrukim vezama značajno utječu na stanje i fizikalno-kemijske karakteristike bioloških membrana.

Hidrofobna i hidrofilna svojstva

Svaki od navedenih elemenata razlikuje se u svojim hidrofobnim svojstvima. Masne kiseline, kao lipidi, su hidrofobne ili apolarne, što znači da se ne miješaju s vodom.

Nasuprot tome, ostali elementi fosfolipida omogućuju im interakciju u okolini zahvaljujući svojim polarnim ili hidrofilnim svojstvima.

Na taj se način fosfogliceridi klasificiraju kao amfipatske molekule, što znači da je jedan kraj polarni, a drugi apolarni.

Možemo upotrijebiti analogiju podudaranja ili podudarnosti. Glava šibice predstavlja polarnu glavu sačinjenu od nabijenog fosfata i njegovih zamjena na fosfatnoj skupini. Produženje šibice predstavljeno je nepolarnim repom, formiranim ugljikovodičnim lancima.

Skupinama polarne naravi puni se pH 7, s negativnim nabojem. To je zbog fenomena ionizacije fosfatne skupine koja ima pk blizu 2 i naboja esterificiranih skupina. Broj naboja ovisi o vrsti proučenog fosfoglicerida.

Značajke

Struktura bioloških membrana

Lipidi su hidrofobne biomolekule koje predstavljaju topljivost u organskim otapalima - na primjer, kloroformu.

Te molekule imaju široku paletu funkcija: igraju ulogu goriva kao što su pohranjivanje koncentrirane energije; kao signalne molekule; i kao strukturne komponente bioloških membrana.

U prirodi najbrojnija skupina lipida koji postoje su fosfogliceridi. Glavna im je funkcija strukturna, jer su dio svih staničnih membrana.

Biološke membrane su grupirane u obliku dvosloja. To znači da su lipidi grupirani u dva sloja, gdje su njihovi hidrofobni repovi okrenuti prema unutrašnjosti dvosloja, a polarne glave okrenute prema vanjskoj i unutrašnjosti stanice.

Te su strukture presudne. Oni ograničavaju stanicu i odgovorni su za razmjenu tvari s drugim stanicama i s izvanćelijskim okruženjem. Međutim, membrane sadrže i druge molekule lipida osim fosfogliceride, a također i molekule proteinske naravi koji posreduju u aktivnom i pasivnom transportu tvari.

Sekundarne funkcije

Osim što su dio bioloških membrana, fosfogliceridi su povezani i s drugim funkcijama unutar stanične okoline. Neki vrlo specifični lipidi su dio mijelinske membrane, supstance koja pokriva živce.

Neki mogu djelovati kao poruke u snimanju i prenošenju signala u stanično okruženje.

Metabolizam

Sinteza

Sinteza fosfoglicerida provodi se počevši od intermedijarnih metabolita kao što su molekula fosfatidne kiseline i također triacilglicerola.

Aktivirani nukleotidni CTP (citidin trifosfat) tvori intermedijar koji se zove CDP-diacilglicerol, gdje reakcija pirofosfata pogoduje reakciji na desnoj strani.

Dio nazvan fosfatidil reagira s određenim alkoholima. Produkt ove reakcije su fosfogliceridi, uključujući fosfatidilserin ili fosfatidil inozitol. Fosfatidil etanolamin ili fosfatidilholin mogu se dobiti iz fosfatidilserina.

Međutim, postoje alternativni načini za sintezu posljednje spomenutih fosfoglicerida. Taj put uključuje aktivaciju holina ili etanolamina vezanjem na CTP.

Nakon toga dolazi do reakcije koja ih sjedinjuje s fosfatidatom, dobivajući fosfatidil etanolamin ili fosfatidilholin kao konačni produkt.

degradacija

Raspadom fosfoglicerida upravlja se enzimima fosfolipazama. Reakcija uključuje oslobađanje masnih kiselina koje čine fosfogliceride. U svim tkivima živih organizama ta se reakcija odvija stalno.

Postoji nekoliko vrsta fosfolipaza i oni su klasificirani prema masnoj kiselini iz koje se oslobađaju. Slijedeći ovaj klasifikacijski sustav, razlikujemo lipaze A1, A2, C i D.

Fosfolipaze su po prirodi sveprisutne, a nalazimo ih u različitim biološkim cjelinama. Crijevni sok, izlučevine određenih bakterija i zmijski otrov primjeri su tvari s visokim sadržajem fosfolipaza.

Krajnji produkt tih degradacijskih reakcija je glicerol-3-fosfat. Stoga se ti oslobođeni proizvodi plus slobodne masne kiseline mogu ponovo upotrijebiti za sintezu novih fosfolipida ili biti usmjereni na druge metaboličke puteve.

Primjeri

Phosphatidate

Gore opisani spoj je najjednostavniji fosfoglicerid i naziva se fosfatidat, ili također diacilglicerol 3-fosfat. Iako nije vrlo bogat u fiziološkom okruženju, ključni je element za sintezu složenijih molekula.

Fosfogliceridi dobiveni iz fosfatidata

Iz najjednostavnijih molekula fosfoglicerida može se dogoditi biosinteza složenijih elemenata, s vrlo važnim biološkim ulogama.

Fosfatna skupina fosfatidata esterificira se hidroksilnom skupinom alkohola - može biti jedan ili više. Najčešći alkoholi fofoglicerida su serin, etanolamin, holin, glicerol i inozitol. Ovi derivati ​​će biti opisani u nastavku:

fosfatidiletanolamin

U staničnim membranama koje su dio ljudskog tkiva fosfatidiletanolamin je istaknuta komponenta ovih struktura.

Sastoji se od alkohola esterificiranog masnim kiselinama u hidroksilima smještenih na položajima 1 i 2, dok u položaju 3 nalazimo fosfatnu skupinu, esterificiranu s amino-alkoholom etanolaminom.

fosfatidilserina

Općenito, ovaj fosfoglicerid nalazi se u mono-sloju koji je okrenut unutrašnjosti - to jest citosolnoj strani - stanica. Tijekom procesa programirane stanične smrti, raspodjela fosfatidilserina se mijenja i nalazi se na cijeloj staničnoj površini.

fosfatidilinozitol

Fosfatidilinozitol je fosfolipid koji se nalazi u malim omjerima kako u staničnoj membrani, tako i u membranama subcelularnih komponenti. Otkriveno je da sudjeluje u staničnim komunikacijskim događajima, uzrokujući promjene u unutarnjem okruženju stanice.

sfmgomijelma

U skupini fosfolipida sfingomijelin je jedini fosfolipid prisutan u membranama čija struktura nije izvedena iz alkoholnog glicerola. Umjesto toga, kostur je sačinjen od sfingozina.

Strukturno ovaj zadnji spoj pripada skupini aminoalkohola i ima dugački ugljikov lanac s dvostrukim vezama.

U ovoj se molekuli amino skupina na kralježnici veže uz masnu kiselinu vezom amidnog tipa. Zajedno, primarna hidroksilna skupina kostura esterificira se u fosfotilkolin.

Plasmalogens

Plazmalogeni su fosfogliceridi s glavama formiranim uglavnom od etanolamina, holina i serina. Funkcije ovih molekula nisu do kraja razjašnjene, a o njima je malo podataka u literaturi.

Kako se skupina vinil etera lako oksidira, plazmallogeni mogu reagirati s ostatcima bez kisika. Te tvari su proizvodi prosječnog staničnog metabolizma, a otkriveno je da oštećuju stanične komponente. Osim toga, oni su također bili povezani sa procesima starenja.

Stoga je moguća funkcija plazmalogena uhvatiti slobodne radikale koji mogu negativno utjecati na integritet stanice.

Reference

1. Berg, JM, Stryer, L., i Tymoczko, JL (2007). Biokemija. Preokrenuo sam se.
2. Devlin, TM (2004). Biokemija: udžbenik s kliničkom primjenom. Preokrenuo sam se.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Biokemija. Bitni pojmovi. Paneamerički.
4. Melo, V., Ruiz, VM i Cuamatzi, O. (2007). Biokemija metaboličkih procesa. Reverte.
5. Nagan, N., i Zoeller, RA (2001). Plazmalogeni: biosinteza i funkcije. Napredak u lipidnim istraživanjima, 40 (3), 199-229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, i López, CT (2001). Metabolička biokemija. Uredništvo Tebar.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Osnove biokemije. Umjetnički urednik.