PHOSPHATIDYLINOSITOL: ISTRAKTURA, PAGBUO, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2026

Ang phosphatidylinositol ay isang pamilya ng phospholipid ng glycerophospholipids o phosphoglycerides, na naroroon sa biological membranes. Binubuo ito ng halos 10% ng kabuuang nilalaman ng phospholipid sa isang average na cell.

Karaniwan ito sa loob ng lamad ng plasma ng maraming mga eukaryotes at prokaryotes. Sa mga mamalya at iba pang mga vertebrates, lalo na nitong pinapalakas ang lamad ng mga selula ng utak; at sa mga tisyu na ito ay una itong naobserbahan nina Folch at Wooley noong 1942.

Classical na representasyon ng phosphatidylinositol (Pinagmulan: NEUROtiker sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang istruktura ng kemikal nito, pati na rin ang ilan sa mga derivatives ng phosphorylated na ito, ay natutukoy ng grupo ng pananaliksik ni Ballou sa pagitan ng 1959 at 1961.

Mayroon itong mahalagang mga istruktura ng istruktura, na may kaugnayan sa kasaganaan nito sa mga lamad, ngunit ito rin ay isang mahalagang mapagkukunan ng pangalawang messenger na may mahalagang mga implikasyon sa mga proseso ng pag-sign ng cellular na na-trigger ng maraming at magkakaibang mga espesyal na stimuli.

Ang form na glycosylated nito ay nakikilahok sa pagbabago ng covalent ng mga protina na nagpapahintulot sa kanila na magbigkis sa mga lamad sa pamamagitan ng mga istruktura ng lipid na tinatawag na GPI (glycosylphosphatidylinositol) "mga angkla".

Istraktura

Tulad ng karamihan sa mga lamad ng lamad, ang phosphatidylinositol ay isang amphipathic molekula, iyon ay, isang molekula na may isang dulo ng hydrophilic polar at isang hydrophobic non-polar end.

Ang pangkalahatang istraktura nito ay batay sa isang 1,2-diacyl glycerol 3-phosphate na gulugod, kung saan ang dalawang mga kadena ng fatty acid na tinukoy sa mga karbohid sa mga posisyon 1 at 2 ay kumakatawan sa mga apolar na buntot, at ang pangkat na pospeyt, na nakakabit sa pangkat " ulo ", ay kumakatawan sa rehiyon ng polar.

Pangunahing pangkat: inositol

Ang isang molekula ng inositol na nakalakip sa pamamagitan ng isang bono na phosphodiester sa pangkat na pospeyt sa carbon sa posisyon 3 ng molekol ng glycerol ay kumakatawan sa "ulo" na pangkat ng pospolipid na ito.

Ang Inositol ay isang hinango ng cyclohexane na mayroong lahat ng mga carbon atoms (6) na bawat isa ay naka-link sa isang pangkat na hydroxyl. Maaari itong magmula sa mga pagkaing natupok sa diyeta, mula sa ruta ng synthesis de novo, o mula sa sarili nitong pag-recycle. Ang mga cell cells ng utak, pati na rin ang iba pang mga tisyu sa mas maliit na sukat, ay gumagawa mula sa glucose 6-pospeyt.

Ang istraktura ng marami sa mga derivatives ng phosphatidylinositol ay hindi hihigit sa isang molekulang phosphatidylinositol na kung saan ang mga grupo ng pospeyt ay naidagdag sa ilang mga pangkat ng hydroxyl ng bahagi ng inositol.

Mga tainga ng apolar

Ang mga hydrocarbon chain ng mga apolar tails ay maaaring magkakaiba-iba ng haba mula 16 hanggang plus o minus 24 na carbon atom, depende sa organismo na pinag-uusapan.

Ang mga kadena na ito ay maaaring puspos (carbon-carbon solong bono) o hindi puspos (carbon-carbon dobleng bono; monounsaturated o polyunsaturated) at, tulad ng iba pang mga phospholipid na nagmula sa phosphatidic acid, na ng fatty acid sa posisyon ng C2 ng gliserol 3-phosphate ito ay karaniwang hindi puspos.

Ang mga lipid na ito ay karaniwang may mga kadena ng fatty acid na naaayon sa stearic acid at arachidonic acid, ng 18 at 20 carbon atom, isang saturated at ang iba pang hindi nabibigo, ayon sa pagkakabanggit.

Pagsasanay

Ang Phosphatidylinositol, tulad ng iba pang mga phospholipid, ay nabuo mula sa phosphatidic acid, isang simpleng phospholipid na ang istraktura ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang apolar na buntot at isang polar na ulo na binubuo lamang ng pangkat na pospeyt na nakakabit sa carbon sa posisyon 3 ng gliserol.

Synthesis ng De novo

Para sa pagbuo ng de novo ng phosphatidylinositol, ang reaksyon ng phosphatidic acid na may CTP (cytidine triphosphate), isang molekulang high-energy na magkatulad sa ATP, at bumubuo ng CDP-diacylglycerol, na kung saan ay isang karaniwang paunang hakbang sa landas ng phosphatidylinositol at mga derivatives nito. phosphatidylglycerol at diphosphatidylglycerol o cardiolipin.

Ang reaksyon na pinag-uusapan ay naparalisa ng synthase ng enzyme CDP-diacylglycerol, na mayroong dalawahan na lokasyon ng subcellular na nagsasangkot sa maliit na bahagi ng mikrosomal at panloob na mitochondrial membrane.

Ang Phosphatidylinositol ay kasunod na lumitaw mula sa isang reaksyon ng paghalay sa pagitan ng isang molekula ng inositol at isang molekula ng CDP-diacylglycerol na nagreresulta mula sa nakaraang hakbang.

Ang hakbang na ito ay naparalisa ng isang phosphatidylinositol synthase (CDP-diacylglycerol: myoinositol 3-phosphatidyl transferase), isang enzyme na nauugnay sa lamad ng endoplasmic reticulum ng mga mammal na selula.

Ang reaksyon na kumakatawan sa nililimitahan na hakbang ng prosesong ito ay talagang pagbuo ng inositol mula sa glucose 6-phosphate, na dapat mangyari "upstream" ng biosynthetic pathway.

Sintesis ng mga derivatives nito

Ang mga phosphorylated derivatives ng phosphatidylinositol ay ginawa ng isang pangkat ng mga enzyme na tinatawag na phosphatidylinositol kinases, na responsable para sa paglakip ng mga grupo ng pospeyt sa mga hydroxyl na grupo ng inositol na bahagi ng magulang lipid.

Mga Tampok

Istruktura

Tulad ng phosphatidylserine at phosphatidylglycerol, ang phosphatidylinositol ay nagsisilbi ng maraming mga pag-andar. Ito ay may mahahalagang implikasyon sa istruktura, dahil ito ay bahagi ng mga lipid na lipid na bumubuo sa magkakaiba at multifunctional biological membranes.

Maraming mga protina ang "nagbubuklod" sa mga lamad ng cell sa pamamagitan ng tinatawag na "GPI anchor", na walang higit pa kaysa sa mga glycosylated derivatives ng phosphatidylinositol na nagbibigay ng mga protina na may isang hydrophobic "anchor" na sumusuporta sa kanila sa ibabaw ng cell. lamad.

Ang ilang mga protina ng cytoskeleton ay nagbubuklod sa mga phosphorylated derivatives ng phosphatidylinositol, at ang ganitong uri ng lipid ay nagsisilbi ring isang nucleus para sa pagbuo ng mga komplikadong protina na kasangkot sa exocytosis.

Sa senyas ng cell

Halimbawa, ang mga derivatives nito, ay pangalawang messenger sa maraming mga proseso na may kaugnayan sa pag-sign sa hormon sa mga mammal.

Dalawa sa mga pinakamahalagang pangalawang messenger na nagmula sa tinatawag na "hormon-sensitive phosphatidylinositol system" ay inositol 1,4,5-triphosphate (IP3 o inositol triphosphate) at diacylglycerol, na nagtutupad ng iba't ibang mga pag-andar. pababa ”sa talon.

Ang IP3 ay kasangkot sa signal ng senyales ng hormone na ginagamit ng pangalawang sistema ng messenger tulad ng adrenaline.

Ang Inositol ay isang natutunaw na messenger na nagpapatupad ng mga pag-andar nito sa cytosol, habang ang diacylglycerol ay natutunaw sa taba at nananatiling nakatali sa lamad, kung saan gumagana din ito bilang isang messenger.

Sa parehong paraan, sa mga halaman ay napagpasyahan na ang mga phosphorylated derivatives ng phosphatidylinositol ay mayroon ding mahalagang mga pag-andar sa mga cell signaling cascades.

Mga Sanggunian

1. Antonsson, B. (1997). Ang synthase ng Phosphatidylinositol mula sa mga tisyu ng mammal. Biochimica et Biophysica Acta.
2. Luckey, M. (2008). Ang biology na istruktura ng lamad: na may mga pundasyong biochemical at biophysical. Pressridge University Press.
3. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Isinalarawan na Biochemistry ng Harper (ika-28 ed.). McGraw-Hill Medikal.
4. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).
5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biochemistry ng lipids, lipoproteins at lamad. Sa Bagong Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (ika-4 na ed.). Elsevier.