PHOSPHATIDIC ACID: KEMIKAL NA ISTRAKTURA, BIOSYNTHESIS, FUNCTION - BIOLOGY - 2025

Ang phosphatidic acid o phosphatidate , ay isang phospholipid na kabilang sa pamilya ng glycerophospholipids o phosphoglycerides, na naroroon sa lahat ng mga biological membranes. Ito ay ang pinakasimpleng phospholipid at mga function bilang isang paunang-una sa iba pang mas kumplikadong glycerophospholipids, bagaman hindi ito matatagpuan sa malaking dami.

Sa E. coli, halimbawa, ito ay kumakatawan sa mas mababa sa 0.5% ng kabuuang mga phospholipid sa lamad ng plasma at mabilis na nagbabago dahil sa papel nito bilang isang interaksyonaryo ng biosynthetic.

Kinatawan ng Fisher para sa Phosphatidic Acid (Pinagmulan: Mzaki sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang precursor phospholipid na ito ay nabuo sa pamamagitan ng acylation ng mga hydroxyl na pangkat ng gliserol 3-phosphate na may dalawang aktibong fatty acid na mga molekula at pinaniniwalaang naroroon sa halos lahat ng mga biological membranes.

Ang Cardiolipin, isang mahalagang pospolipid na naroroon sa mitochondrial membrane at ang plasma lamad ng bakterya at archaea, ay binubuo ng dalawang mga molecule acid na acid na naka-attach sa isang molekula ng gliserol.

Ang Lysophosphatidic acid, iyon ay, isang phosphatidic acid molecule na kulang sa isang grupo ng acyl, ay nakikilahok bilang isang intermediate molekula sa maraming mga extracellular na mga proseso ng pag-sign.

Istraktura ng kemikal

Tulad ng karamihan sa mga phospholipid, ang phosphatidic acid ay isang amphipathic molekula na may dalawang dulo ng kabaligtaran na hydrophilicity: isang dulo ng hydrophilic polar at hydrophobic apolar tails.

Tulad ng tinalakay sa itaas, ito ang pinakasimpleng phospholipid, dahil ang "ulo" o pangkat ng polar ay binubuo lamang ng pangkat na pospeyt na nakakabit sa carbon sa posisyon 3 ng isang molekol ng gliserol.

Ang kanilang mga apolar na buntot ay nabuo ng dalawang mga fatty acid chain na natukoy sa mga carbons sa mga posisyon 1 at 2 ng gliserol 3-phosphate. Ang mga fatty acid ay may iba't ibang haba at antas ng saturation.

Karaniwan, ang haba ng nakalakip na mga fatty acid ay umaabot mula 16 hanggang 24 na carbon atoms; at napagpasyahan na ang fatty acid na nakakabit sa carbon 2 ay karaniwang hindi puspos (pagkakaroon ng carbon-carbon dobleng bono), bagaman nakasalalay ito sa organismo na isinasaalang-alang, dahil sa mga plastid ng halaman ito ay isang puspos na fatty acid.

Biosynthesis

Ang biosynthesis ng phosphatidic acid ay ang puntong punto ng synthesis ng iba pang mga glycerophospholipids. Nagsisimula ito sa pag-activate ng mga fatty acid sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang bahagi ng CoA, isang reaksyon na na-cataly ng acyl-CoA synthetase, na gumagawa ng acyl-CoA.

Mayroong iba't ibang mga isoform ng enzim na ito na matatagpuan sa endoplasmic reticulum at sa mitochondria, ngunit ang mga reaksyon ay nangyayari sa parehong paraan tulad ng sa prokaryotes.

Ang unang "nakatuon" na hakbang ng biosynthetic pathway ay ang paglipat ng molekula ng acyl-CoA sa gliserol 3-phosphate, isang reaksyon na na-catalyzed ng isang gliserol 3-phosphate acyltransferase na nauugnay sa panlabas na lamad ng mitochondria at sa reticulum endoplasmic.

Ang produkto ng reaksyong ito, isang lysophosphatidic acid (dahil mayroon lamang itong isang hydrocarbon chain), naisip na ilipat mula sa mitochondria sa endoplasmic reticulum upang maisagawa ang pangalawang reaksyon ng acylation.

Ang graphic na buod ng synthesis ng Phosphatidic Acid (Pinagmulan: Krishnavedala sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang enzyme na nagpapagana sa hakbang na ito ay kilala bilang 1-acylglycerol 3-phosphate acyltransferase, sagana sa lamad ng endoplasmic reticulum at partikular na naglilipat ng hindi nabubuong mga fatty acid sa carbon sa posisyon 2 ng 1-acylglycerol 3-phosphate molekula.

Ang phosphatidic acid sa gayon nabuo ay maaaring ma-hydrolyzed ng phosphatidic acid phosphatase sa 1,2-diacylglycerol, na maaaring magamit para sa synthesis ng phosphatidylcholine at phosphatidylethanolamine.

Iba pang mga paraan ng paggawa

Ang isang alternatibong landas para sa paggawa ng phosphatidic acid na nagsasangkot sa "pag-recycle" ng 1,2-diacylglycerol na mga molekula ay may kinalaman sa pakikilahok ng mga tiyak na kinase enzymes na naglilipat ng mga grupo ng pospeyt sa carbon sa posisyon 3 ng diacylglycerol.

Ang isa pa ay mula sa hydrolysis ng iba pang mga phospholipid, na napalaki ng mga enzyme na kilala bilang phospholipases. Ang isang halimbawa ng prosesong ito ay ang paggawa ng phosphatidic acid mula sa phosphatidylcholine salamat sa pagkilos ng phospholipase D, na hydrolyzes ang bono sa pagitan ng choline at ang phosphate group na 1,2-diacylglycerol 3-phosphate.

Biosynthesis sa mga halaman

Ang produksiyon ng Phosphatidic acid sa mga halaman ay nauugnay sa apat na magkakaibang mga compartment ng mga cell cells: ang plastid, endoplasmic reticulum, mitochondria, at Golgi complex.

Ang unang hakbang sa daanan ay pareho tulad ng naunang inilarawan, at isang glycerol 3-phosphate acyltransferase ang nakikilahok sa bawat kompartimento upang ilipat ang aktibong pangkat na acyl-CoA sa carbon 1 ng isang glycerol 3-phosphate molekula.

Ang synthesis ay nakumpleto ng isang enzyme na tinatawag na lysophosphatidic acid acyltransferase pagkatapos ng paglipat ng isa pang grupo ng acyl sa C3 na posisyon ng lysophosphatidic acid.

Sa mga plastik ng mga halaman, ang enzyme na ito ay pumipili paglipat ng puspos na mga fatty acid ng kaukulang haba na may 16 na mga carbon atoms. Ito ay isang partikular na katangian ng mga lipid na synthesized sa mga organelles na ito.

Mga Tampok

Ang Phosphatidic acid ay ang precursor phospholipid para sa maraming mga phospholipids, galactolipids, at triglycerides sa maraming mga organismo. Samakatuwid, ito ay isang mahalagang molekula para sa mga cell, kahit na hindi nito natutupad ang mga direktang pag-andar ng istruktura.

Sa mga hayop, ang isa sa mga produkto ng enzymatic hydrolysis nito, 1,2-diacylglycerol, ay ginagamit para sa pagbuo ng triacylglycerides o triglycerides sa pamamagitan ng transesterification na may ikatlong activated fatty acid molekula (na nauugnay sa isang bahagi ng CoA).

Ang mga triglyceride ay mga mahalagang molekula ng enerhiya para sa mga hayop, dahil ang oksihenasyon ng mga fatty acid na naroroon sa kanila ay humahantong sa pagpapalabas ng maraming enerhiya at ng mga precursor at mga tagapamagitan sa iba pang mga metabolic pathway.

Ang isa pang produkto ng hydrolysis nito, lysophosphatidic acid, ay isang mahalagang pangalawang messenger sa ilang mga pathway ng extracellular na pagbibigay ng senyas na nagsasangkot sa pag-iikot nito sa mga receptor sa ibabaw ng iba pang mga selula na kasangkot sa tumorigenesis, angiogenesis, at mga immune response, bukod sa iba pa.

Ang mga tungkulin nito bilang isang molekula ng senyas ay kasama ang pakikilahok nito sa induction ng paglaganap ng cell, nabawasan ang apoptosis, pagsasama-sama ng platelet, makinis na pag-urong ng kalamnan, chemotaxis, pagsalakay ng mga cells sa tumor, at iba pa.

Sa bakterya, ang phosphatidic acid ay kinakailangan sa panahon ng isang proseso ng palitan ng phospholipid na nagbibigay ng cell na may mga "osmoprotective" na mga molekula na kilala bilang "mga membro na nagmula ng lamadosaccharides."

Mga Sanggunian

1. Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Kulay Atlas ng Biochemistry (2nd ed.). New York, USA: Thieme.
2. Luckey, M. (2008). Ang biology na istruktura ng lamad: na may mga pundasyong biochemical at biophysical. Pressridge University Press
3. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (ika-3 ed.). San Francisco, California: Pearson.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Isinalarawan na Biochemistry ng Harper (ika-28 ed.). McGraw-Hill Medikal.
5. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.). https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
6. Rawn, JD (1998). Biochemistry. Burlington, Massachusetts: Mga Publisher ng Neil Patterson.
7. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biochemistry ng lipids, lipoproteins at lamad. Sa Bagong Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (ika-4 na ed.). Elsevier.