PHOSPHOGLYCERIDER: STRUKTUR, FUNKTIONER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De phosphoglycerider eller glycerophospholipider er rigelige molekyler af lipidbeskaffenhed i biologiske membraner. Et phospholipidmolekyle består af fire basiske komponenter: fedtsyrer, et skelet bundet til fedtsyren, et phosphat og en alkohol bundet til sidstnævnte.

Generelt findes der på carbon 1 af glycerol en mættet fedtsyre (kun enkeltbindinger), mens fedtinsyren på kulstof 2 er af den umættede type (dobbelt- eller tredobbeltbindinger mellem kulhydraterne).

Strukturskilde

: Ingen maskine læstbar forfatter leveret. Lennert B antog (baseret på ophavsretskrav)., via Wikimedia Commons

Blandt de mest fremtrædende phosphoglycerider i cellemembraner har vi: sphingomyelin, phosphatidylinositol, phosphatidylserin og phosphatidylethanolamin.

Fødevarer, der er rige på disse biologiske molekyler, er hvidt kød såsom fisk, æggeblommer, nogle organkød, skaldyr og nødder, blandt andre.

Struktur

Komponenter af et phosphoglycerid

Et phosphoglycerid består af fire grundlæggende strukturelle elementer. Førstnævnte er et skelet, hvortil fedtsyrer, et fosfat og en alkohol er bundet - sidstnævnte er knyttet til fosfat.

Phosphoglyceridskelettet kan dannes ud fra glycerol eller sfingosin. Førstnævnte er en tre-carbon alkohol, mens sidstnævnte er en anden alkohol med en mere kompleks struktur.

I glycerol esterificeres hydroxylgrupperne ved carbon 1 og 2 af to carboxylgrupper med store kæder af fedtsyrer. Det manglende carbon, der er placeret i position 3, er forestret med en fosforsyre.

Selvom glycerol ikke har et asymmetrisk carbon, er alfa-kulstoferne ikke stereokemisk identiske. Således overfører esterificeringen af ​​et phosphat ved det tilsvarende carbon asymmetri til molekylet.

Karakteristika af fedtsyrer i phosphoglycerider

Fedtsyrer er molekyler sammensat af carbonhydridkæder med varierende længde og grad af umættelse og afsluttes i en carboxylgruppe. Disse egenskaber varierer betydeligt og bestemmer deres egenskaber.

Fedtsyrekæden er lineær, hvis den er af den mættede type, eller hvis den er umættet i trans-position. I modsætning hertil skaber tilstedeværelsen af ​​en dobbeltbinding af cis-typen en drejning i kæden, så den ikke længere behøver at blive repræsenteret lineært, som ofte er tilfældet.

Fedtsyrer med dobbelt- eller tredobbeltbindinger har væsentlig indflydelse på de biologiske membraners tilstand og fysisk-kemiske egenskaber.

Hydrofobe og hydrofile egenskaber

Hvert af de nævnte elementer adskiller sig i deres hydrofobe egenskaber. Fedtsyrer, der er lipider, er hydrofobe eller apolære, hvilket betyder, at de ikke blandes med vand.

I modsætning hertil gør det muligt for resten af ​​elementerne af phospholipider at interagere i et miljø takket være deres polære eller hydrofile egenskaber.

På denne måde klassificeres phosphoglycerider som amfipatiske molekyler, hvilket betyder, at den ene ende er polær og den anden er apolær.

Vi kan bruge analogien til en kamp eller en kamp. Kampens hoved repræsenterer det polære hoved, der består af det ladede fosfat og udskiftningerne heraf på phosphatgruppen. Forlængelsen af ​​matchen er repræsenteret af en ikke-polær hale, dannet af carbonhydridkæder.

Grupper af polær karakter lades ved pH 7 med en negativ ladning. Dette skyldes ioniseringsfenomenet i phosphatgruppen, som har en pk tæt på 2, og ladningerne fra de forestrede grupper. Antallet af afgifter afhænger af den undersøgte type phosphoglycerid.

Funktioner

Struktur af biologiske membraner

Lipider er hydrofobe biomolekyler, der præsenterer opløselighed i organiske opløsningsmidler - som f.eks. Chloroform.

Disse molekyler har en lang række funktioner: spiller en rolle som brændstof ved at opbevare koncentreret energi; som signalmolekyler; og som strukturelle komponenter i biologiske membraner.

I naturen er den mest rigelige gruppe af lipider, der findes, phosphoglycerider. Deres hovedfunktion er strukturel, da de er en del af alle cellemembraner.

Biologiske membraner er grupperet i form af et dobbeltlag. Hvilket betyder, at lipider er grupperet i to lag, hvor deres hydrofobe haler vender mod det indre af dobbeltlaget, og de polære hoveder vender mod det ydre og det indre af cellen.

Disse strukturer er afgørende. De afgrænser cellen og er ansvarlige for udveksling af stoffer med andre celler og med det ekstracellulære miljø. Imidlertid indeholder membranerne andre lipidmolekyler end phosphoglycerider og også molekyler af en proteinkarakter, som formidler den aktive og passive transport af stoffer.

Sekundære funktioner

Ud over at være en del af biologiske membraner er phosphoglycerider forbundet med andre funktioner i det cellulære miljø. Nogle meget specifikke lipider er en del af myelinmembranerne, det stof, der dækker nerverne.

Nogle kan fungere som beskeder ved optagelse og transmission af signaler til det cellulære miljø.

Metabolisme

syntese

Syntesen af ​​phosphoglycerider udføres med udgangspunkt i mellemliggende metabolitter såsom phosphatidinsyremolekylet og også triacylglyceroler.

Et aktiveret nucleotid CTP (cytidintriphosphat) danner et mellemprodukt kaldet CDP-diacylglycerol, hvor pyrophosfatreaktionen favoriserer reaktionen til højre.

Den del, der kaldes phosphatidyl, reagerer med visse alkoholer. Produktet fra denne reaktion er phosphoglycerider, herunder phosphatidylserin eller phosphatidylinositol. Phosphatidylethanolamin eller phosphatidylcholin kan opnås fra phosphatidylserin.

Der er imidlertid alternative veje til syntese af de sidst nævnte phosphoglycerider. Denne vej involverer aktivering af cholin eller ethanolamin ved binding til CTP.

Efterfølgende opstår der en reaktion, der forener dem med phosphatidat, hvilket får phosphatidylethanolamin eller phosphatidylcholin som slutprodukt.

nedbrydning

Nedbrydningen af ​​phosphoglycerider håndteres af enzymer kaldet phospholipaser. Reaktionen involverer frigivelse af de fedtsyrer, der udgør phosphoglycerider. I alle væv fra levende organismer finder denne reaktion konstant sted.

Der er flere typer phospholipaser, og de klassificeres i henhold til den fedtsyre, de frigives. Efter dette klassificeringssystem skelner vi mellem lipaser A1, A2, C og D.

Phosfolipaser er allestedsnærværende i naturen, og vi finder dem i forskellige biologiske enheder. Intestinal juice, sekretioner af visse bakterier og slangegift er eksempler på stoffer med højt indhold af phospholipaser.

Slutproduktet af disse nedbrydningsreaktioner er glycerol-3-phosphat. Disse frigivne produkter plus frie fedtsyrer kan således genbruges til at syntetisere nye phospholipider eller ledes til andre metabolske veje.

eksempler

Phosphatidate

Forbindelsen beskrevet ovenfor er det enkleste phosphoglycerid og kaldes phosphatidat eller også diacylglycerol 3-phosphat. Selvom det ikke er meget rigeligt i det fysiologiske miljø, er det et nøgleelement til syntesen af ​​mere komplekse molekyler.

Phosphoglycerider afledt af phosphatidat

Fra det enkleste phosphoglyceridmolekyle kan biosyntesen af ​​mere komplekse elementer forekomme med meget vigtige biologiske roller.

Fosfatgruppen af ​​phosphatidat er forestret med hydroxylgruppen af ​​alkoholer - det kan være en eller flere. De mest almindelige alkoholer af folfoglyceriderne er serin, ethanolamin, cholin, glycerol og inositol. Disse derivater vil blive beskrevet nedenfor:

phosphatidylethanolamin

I cellemembraner, der er en del af humant væv, er phosphatidylethanolamin en fremtrædende bestanddel af disse strukturer.

Den består af en alkohol, der er forestret med fedtsyrer i hydroxylen placeret i position 1 og 2, mens vi i position 3 finder en phosphatgruppe, forestret med aminoalkoholethanolamin.

Phosphatidylserin

Generelt findes dette phosphoglycerid i monolaget, der vender mod det indre - det vil sige den cytosoliske side - af cellerne. Under processen med programmeret celledød ændres distributionen af ​​phosphatidylserin og findes over hele celleoverfladen.

phosphatidylinositol

Phosphatidylinositol er et phospholipid, der findes i lave forhold både i cellemembranen og i membranerne i de subcellulære komponenter. Det har vist sig, at det deltager i cellulære kommunikationsbegivenheder, hvilket forårsager ændringer i cellens indre miljø.

sphingomyelin

I gruppen af ​​phospholipider er sphingomyelin det eneste phospholipid, der er til stede i membraner, hvis struktur ikke er afledt af alkoholglycerolen. I stedet består skeletet af sfingosin.

Strukturelt hører denne sidste forbindelse til gruppen af ​​aminoalkoholer og har en lang kulstofkæde med dobbeltbindinger.

I dette molekyle er aminogruppen på rygraden bundet til en fedtsyre gennem en amid-type-binding. Sammen esterificeres den primære hydroxylgruppe af skeletet til phosphotylcholine.

plasmalogener

Plasmallogener er phosphoglycerider med hoveder, der hovedsageligt er dannet af ethanolamin, cholin og serin. Funktionerne i disse molekyler er ikke blevet belyst fuldt ud, og der er lidt information om dem i litteraturen.

Da vinylethergruppen let oxideres, er plasmallogener i stand til at reagere med iltfrie radikaler. Disse stoffer er produkter med gennemsnitlig cellulær metabolisme og har vist sig at skade cellulære komponenter. Derudover har de også været relateret til aldringsprocesser.

Derfor er en mulig funktion af plasmalogener at fange frie radikaler, der potentielt kan have negative effekter på celleintegriteten.

Referencer

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemi. Jeg vendte om.
2. Devlin, TM (2004). Biokemi: lærebog med kliniske anvendelser. Jeg vendte om.
3. Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Biokemi. Væsentlige begreber. Pan amerikansk.
4. Melo, V., Ruiz, VM, & Cuamatzi, O. (2007). Biokemi af metaboliske processer. Reverte.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plasmalogener: biosyntese og funktioner. Fremskridt inden for lipidforskning, 40 (3), 199-229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Metabolisk biokemi. Redaktionel tebar.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Fundamentals of Biochemistry. Artmed Editor.