FOSFOGLYCERIDER: STRUKTUR, FUNKTIONER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

De fosfoglycerider eller glycerofosfolipider är rikliga molekyler av lipid natur i biologiska membran. En fosfolipidmolekyl består av fyra grundläggande komponenter: fettsyror, ett skelett fäst till fettsyran, ett fosfat och en alkohol bunden till den senare.

Generellt finns det på kol 1 i glycerol en mättad fettsyra (endast enstaka bindningar), medan på kol 2 är fettsyran av omättad typ (dubbel- eller trippelbindningar mellan kolatomerna).

Struktur
Källa: Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Lennert B antog (baserat på upphovsrättsanspråk). , via Wikimedia Commons

Bland de mest framstående fosfoglyceriderna i cellmembranen har vi: sfingomyelin, fosfatidylinositol, fosfatidylserin och fosfatidyletanolamin.

Livsmedel som är rika på dessa biologiska molekyler är vita kött som fisk, äggula, vissa organkött, skaldjur och nötter, bland andra.

Strukturera

Komponenter av en fosfoglycerid

En fosfoglycerid består av fyra grundläggande strukturelement. Den förstnämnda är ett skelett som fettsyror, ett fosfat och en alkohol är kopplat till - det senare är fäst vid fosfat.

Fosfoglyceridskelettet kan bildas av glycerol eller sfingosin. Den förstnämnda är en tre-kolalkohol, medan den senare är en annan alkohol med en mer komplex struktur.

I glycerol förestras hydroxylgrupperna belägna vid kol 1 och 2 av två stora kedjor av karboxylgrupper av fettsyror. Det saknade kolet, beläget vid position 3, förestras med en fosforsyra.

Även om glycerol inte har ett asymmetriskt kol är alfa-kolatomen inte stereokemiskt identiska. Således förestrar förestring av ett fosfat vid motsvarande kol asymmetri till molekylen.

Egenskaper hos fettsyror i fosfoglycerider

Fettsyror är molekyler sammansatta av kolvätekedjor med varierande längd och grad av omättnad och avslutas i en karboxylgrupp. Dessa egenskaper varierar avsevärt och bestämmer deras egenskaper.

Fettsyrakedjan är linjär om den är av mättad typ eller om den är omättad i trans-position. Däremot, närvaron av en dubbelbindning av cis-typ skapar en vridning i kedjan, så den behöver inte längre representeras linjärt, som ofta är fallet.

Fettsyror med dubbel- eller trippelbindningar påverkar avsevärt tillståndet och de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos biologiska membran.

Hydrofoba och hydrofila egenskaper

Var och en av de nämnda elementen skiljer sig i sina hydrofoba egenskaper. Fettsyror, som är lipider, är hydrofoba eller apolära, vilket innebär att de inte blandas med vatten.

Däremot tillåter resten av fosfolipidelementen att interagera i en miljö tack vare deras polära eller hydrofila egenskaper.

På detta sätt klassificeras fosfoglycerider som amfipatiska molekyler, vilket innebär att den ena änden är polär och den andra är apolär.

Vi kan använda analogin av en match eller en match. Matchens huvud representerar det polära huvudet som består av det laddade fosfatet och substitutionerna av det på fosfatgruppen. Förlängningen av matchen representeras av en icke-polär svans, bildad av kolvätekedjor.

Grupper av polär natur laddas vid pH 7 med en negativ laddning. Detta beror på joniseringsfenomenet för fosfatgruppen, som har en pk nära 2, och laddningarna för de förestrade grupperna. Antalet laddningar beror på vilken typ av fosfoglycerid som studerats.

Funktioner

Struktur av biologiska membran

Lipider är hydrofoba biomolekyler som uppvisar löslighet i organiska lösningsmedel - till exempel kloroform.

Dessa molekyler har en mängd olika funktioner: spela en roll som bränslen genom att lagra koncentrerad energi; som signalmolekyler; och som strukturella komponenter i biologiska membran.

I naturen är den vanligaste lipidgruppen fosfoglycerider. Deras huvudfunktion är strukturell, eftersom de är en del av alla cellmembran.

Biologiska membran grupperas i form av ett tvåskikt. Detta innebär att lipider grupperas i två lager, där deras hydrofoba svansar vetter mot det inre av tvåskiktet och de polära huvuden vetter mot det yttre och det inre av cellen.

Dessa strukturer är avgörande. De avgränsar cellen och ansvarar för utbyte av ämnen med andra celler och med den extracellulära miljön. Emellertid innehåller membranen andra lipidmolekyler än fosfoglycerider och även molekyler av proteinkaraktär som medierar den aktiva och passiva transporten av ämnen.

Sekundära funktioner

Förutom att de är en del av biologiska membran, är fosfoglycerider associerade med andra funktioner i den cellulära miljön. Vissa mycket specifika lipider är en del av myelinmembranen, det ämne som täcker nerverna.

Vissa kan fungera som meddelanden för att fånga och överföra signaler till mobilmiljön.

Ämnesomsättning

Syntes

Syntesen av fosfoglycerider utförs med utgångspunkt från mellanliggande metaboliter såsom fosfatidinsyramolekylen och även triacylglyceroler.

En aktiverad nukleotid CTP (cytidintrifosfat) bildar en mellanprodukt som kallas CDP-diacylglycerol, där pyrofosfatreaktionen gynnar reaktionen till höger.

Den del som kallas fosfatidyl reagerar med vissa alkoholer. Produkten från denna reaktion är fosfoglycerider, inklusive fosfatidylserin eller fosfatidylinositol. Fosfatidyletanolamin eller fosfatidylkolin kan erhållas från fosfatidylserin.

Det finns emellertid alternativa vägar för att syntetisera de sistnämnda fosfoglyceriderna. Denna väg involverar aktivering av kolin eller etanolamin genom bindning till CTP.

Därefter inträffar en reaktion som förenar dem med fosfatidat och erhåller fosfatidyletanolamin eller fosfatidylkolin som slutprodukten.

Degradering

Nedbrytningen av fosfoglycerider hanteras av enzymer som kallas fosfolipaser. Reaktionen involverar frisättning av fettsyrorna som utgör fosfoglycerider. I alla vävnader av levande organismer sker denna reaktion ständigt.

Det finns flera typer av fosfolipaser och de klassificeras enligt fettsyran de släpps ut. Efter detta klassificeringssystem skiljer vi mellan lipaser A1, A2, C och D.

Fosfolipaser är allestädes närvarande och vi hittar dem i olika biologiska enheter. Tarmssaft, utsöndringar av vissa bakterier och ormgift är exempel på ämnen med fosfolipaser.

Slutprodukten av dessa nedbrytningsreaktioner är glycerol-3-fosfat. Således kan dessa frisatta produkter plus fria fettsyror återanvändas för att syntetisera nya fosfolipider eller riktas till andra metaboliska vägar.

exempel

fosfatidat

Föreningen som beskrivs ovan är den enklaste fosfoglyceriden och kallas fosfatidat, eller också diacylglycerol 3-fosfat. Även om det inte är mycket rikligt i den fysiologiska miljön, är det ett viktigt element för syntesen av mer komplexa molekyler.

Fosfoglycerider härledda från fosfatidat

Från den enklaste fosfoglyceridmolekylen kan biosyntes av mer komplexa element förekomma, med mycket viktiga biologiska roller.

Fosfatgruppen av fosfatidat är förestrad med hydroxylgruppen av alkoholer - den kan vara en eller flera. De vanligaste alkoholerna av folfoglyceriderna är serin, etanolamin, kolin, glycerol och inositol. Dessa derivat kommer att beskrivas nedan:

fosfatidyletanolamin

I cellmembran som är en del av mänskliga vävnader är fosfatidyletanolamin en framstående komponent i dessa strukturer.

Den består av en alkohol förestrad av fettsyror i hydroxylerna belägna i position 1 och 2, medan vi i position 3 hittar en fosfatgrupp, förestrad med aminoalkoholetanolamin.

fosfatidylserin

I allmänhet finns denna fosfoglycerid i enskiktet som vetter mot det inre - det vill säga den cytosoliska sidan - av cellerna. Under processen med programmerad celldöd förändras fördelningen av fosfatidylserin och finns över hela cellytan.

fosfatidylinositol

Fosfatidylinositol är en fosfolipid som finns i låga proportioner både i cellmembranet och i membranen i de subcellulära komponenterna. Det har visat sig delta i cellulära kommunikationshändelser, vilket orsakar förändringar i cellens inre miljö.

sfingomyelin

I gruppen fosfolipider är sfingomyelin den enda fosfolipiden som finns i membran vars struktur inte härrör från alkoholglycerolen. Istället består skelettet av sfingosin.

Strukturellt hör denna sista förening till gruppen av aminoalkoholer och har en lång kolkedja med dubbelbindningar.

I denna molekyl är aminogruppen på ryggraden bunden till en fettsyra genom en amid-typbindning. Tillsammans förestras den primära hydroxylgruppen i skelettet till fosfotylkolin.

plasmalogener

Plasmallogener är fosfoglycerider med huvuden som huvudsakligen bildas av etanolamin, kolin och serin. Funktionerna hos dessa molekyler har inte klargjorts till fullo och det finns lite information om dem i litteraturen.

Eftersom vinyletergruppen lätt oxideras kan plasmallogener reagera med syrefria radikaler. Dessa ämnen är produkter med en genomsnittlig cellulär metabolism och har visat sig skada cellulära komponenter. Dessutom har de också varit relaterade till åldringsprocesser.

Därför är en möjlig funktion av plasmalogener att fånga fria radikaler som potentiellt kan ha negativa effekter på cellintegriteten.

referenser

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemi. Jag vänt.
2. Devlin, TM (2004). Biokemi: lärobok med kliniska tillämpningar. Jag vänt.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Biokemi. Väsentliga begrepp. Pan American.
4. Melo, V., Ruiz, VM, & Cuamatzi, O. (2007). Biokemi av metaboliska processer. Reverte.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plasmalogener: biosyntes och funktioner. Framsteg inom lipidforskning, 40 (3), 199-229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Metabolisk biokemi. Redaktionell tebar.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Fundamentals of Biochemistry. Artmed Editor.