PHOSPHOLIPIDS: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR, URI - BIOLOGY - 2024

Ang terminong phospholipid ay ginagamit upang sumangguni sa biomolecules ng isang lipid na likas na mayroon sa kanilang mga istraktura, partikular sa kanilang mga polar head, isang pospeyt na pangkat, at maaaring magkaroon ng isang gliserol 3-pospeyt o isang sphingosine molekula bilang kanilang pangunahing balangkas.

Maraming mga may-akda, gayunpaman, kapag binanggit nila ang mga phospholipid, karaniwang tumutukoy sa glycerophospholipids o phosphoglycerides, na mga lipid na nagmula sa gliserol 3-phosphate na kung saan sila ay esterified, sa mga carbons ng mga posisyon 1 at 2, dalawang kadena ng mataba acid ng iba't ibang haba at antas ng saturation.

Scheme ng istraktura ng isang phospholipid (Pinagmulan: OpenStax sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang Phosphoglycerides ay kumakatawan sa pinakamahalagang pangkat ng mga lamad ng lamad at nakikilala sa pangunahin sa pamamagitan ng pagkakakilanlan ng mga mahihinang grupo na nakakabit sa pangkat na pospeyt sa C3 na posisyon ng gliserol.

Ang Phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, at phosphatidylinositol ay kabilang sa mga pinakatanyag na phospholipids, kapwa para sa kanilang kasaganaan at para sa kahalagahan ng mga biological function na ipinamamahagi nila sa mga cell.

katangian

Tulad ng anumang iba pang mga lipid, ang mga phospholipids ay mayroon ding mga molekulang molekula, iyon ay, mayroon silang isang dulo ng hydrophilic polar, na madalas na kilala bilang "polar head" at isang apolar end na tinatawag na "apolar tail," na mayroong mga katangian ng hydrophobic.

Nakasalalay sa likas na katangian ng mga pangkat ng ulo o mga grupo ng polar at mga alifatik na kadena, ang bawat pospolipid ay may iba't ibang mga katangian ng kemikal, pisikal at pagganap. Ang mga pamalit na polar ay maaaring maging anionic (na may isang net negatibong singil), zwitterionic, o cationic (na may isang net positibong singil).

Ang Phospholipids ay ipinamamahagi ng "asymmetrically" sa mga membran ng cell, dahil ang mga ito ay maaaring higit o mas mababa sa enriched ng isang uri o iba pa, na totoo rin para sa bawat monolayer na bumubuo sa lipid bilayer, dahil ang isang pospolipid ay maaaring kusa na matatagpuan patungo sa panlabas o panloob na cell.

Ang pamamahagi ng mga kumplikadong molekulang ito sa pangkalahatan ay nakasalalay sa mga enzymes na responsable para sa kanilang synthesis, na kung saan ay na-modulate, sa parehong oras, sa pamamagitan ng mga intrinsikong pangangailangan ng bawat cell.

Istraktura

Karamihan sa mga phospholipid, tulad ng tinalakay sa itaas, ay mga lipid na tipunin sa isang glycerol 3-phosphate backbone; at iyon ang dahilan kung bakit sila ay kilala rin bilang glycerophospholipids o phosphoglycerides.

Ang polar head nito ay binubuo ng pangkat na pospeyt na nakakabit sa carbon sa posisyon ng C3 ng gliserol kung saan ang mga substituent na grupo o "mga pangkat ng ulo" ay nakakabit sa pamamagitan ng isang phosphodiester bond. Ito ang mga pangkat na ito na nagbibigay sa bawat pospolipid ng pagkakakilanlan nito.

Ang rehiyon ng apolar ay kinakatawan sa mga buntot ng apolar, na binubuo ng mga fatty chain chain na nakakabit sa mga carbons sa mga posisyon na C1 at C2 ng glycerol 3-phosphate molecule sa pamamagitan ng ester o eter bond (eter-phospholipids).

Scheme ng isang phospholipid sa isang lamad (Pinagmulan: Tvanbr sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang iba pang mga phospholipid ay batay sa isang molekula ng dihydroxyacetone phosphate na kung saan ang mga fatty acid ay nagbubuklod din sa pamamagitan ng eter bond.

Sa maraming mga biolohikal na mahalagang pospolipid, ang fatty acid sa posisyon ng C1 ay isang puspos na fatty acid na nasa pagitan ng 16 at 18 carbon atoms, samantalang sa posisyon ng C2 ay madalas na hindi puspos at mas mahaba (18 hanggang 20 carbon atoms). carbon).

Karaniwan, sa mga pospolipid, walang nakitang branched chain fatty acid.

Ang pinakasimpleng phospholipid ay ang phosphatidic acid, na binubuo ng isang glycerol 3-phosphate molekula na nakakabit sa dalawang kadena ng mga fatty acid (1,2-diacyl glycerol 3-phosphate). Ito ang pangunahing intermediate para sa pagbuo ng iba pang mga glycerophospholipids.

Mga Tampok

Istruktura

Ang Phospholipids, kasama ang kolesterol at sphingolipids, ay ang pangunahing mga elemento ng istruktura para sa pagbuo ng mga biological membranes.

Ang mga biological na lamad ay ginagawang posible ang pagkakaroon ng mga cell na bumubuo sa lahat ng mga nabubuhay na organismo, pati na rin sa mga organelles sa loob ng mga cell na ito (cellular compartmentalization).

Ang Phospholipids ay isang mahalagang bahagi ng lipid bilayer na bumubuo ng biological membranes (Pinagmulan: Bekerr, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang physicochemical katangian ng phospholipids ay natutukoy ang nababanat na katangian, pagkalikido, at ang kakayahang iugnay sa integral at peripheral na mga protina ng mga lamad ng cell.

Sa kahulugan na ito, ang mga protina na nauugnay sa mga lamad ay nakikipag-ugnay sa pangunahin sa mga pangkat ng polar ng mga pospolipid at ito ang mga pangkat na ito, na siyang nagbibigay ng mga espesyal na katangian ng ibabaw sa mga lipid bilayers na kung saan sila ay bahagi.

Ang ilang mga phospholipid ay nag-aambag din sa pagpapanatag ng maraming mga protina ng transporter at ang iba ay nakakatulong upang madagdagan o mapahusay ang kanilang aktibidad.

Komunikasyon ng cellular

Sa mga tuntunin ng komunikasyon sa cell, mayroong ilang mga phospholipid na tumutupad ng mga tukoy na pag-andar. Halimbawa, ang mga phosphoinositols ay mahalagang mapagkukunan ng pangalawang messenger na lumahok sa mga proseso ng senyas ng cell sa mga lamad kung saan matatagpuan ang mga ito.

Ang Phosphatidylserine, isang mahalagang phospholipid na mahalagang nauugnay sa panloob na monolayer ng membrane ng plasma, ay inilarawan bilang isang "reporter" o "marker" na molekula sa mga apoptotic na selula, dahil isinalin ito sa panlabas na monolayer sa mga naka-program na proseso ng pagkamatay ng cell.

Enerhiya at metabolismo

Tulad ng natitirang bahagi ng mga lamad ng lamad, ang mga pospolipid ay isang mahalagang mapagkukunan ng enerhiya ng caloric, pati na rin ang mga hudyat para sa biogenesis ng lamad.

Ang mga aliphatic chain (ang fatty fatty) na bumubuo sa kanilang mga apolar tails ay ginagamit sa pamamagitan ng mga kumplikadong metabolic pathway na kung saan ang malaking halaga ng enerhiya ay nakuha sa anyo ng ATP, enerhiya na kinakailangan upang maisagawa ang karamihan sa mga proseso ng cellular mahalaga.

Iba pang mga pag-andar

Ang ilang mga pospolipid ay tinutupad ang iba pang mga pag-andar bilang bahagi ng mga espesyal na materyales sa ilang mga tisyu. Ang Dipalmitoyl-phosphatidylcholine, halimbawa, ay isa sa mga pangunahing sangkap ng surfactant ng baga, na kung saan ay isang kumplikadong halo ng mga protina at lipid na ang pag-andar ay upang bawasan ang pag-igting sa ibabaw ng baga sa panahon ng pag-expire.

Mga Uri

Ang mga fatty acid na nakakabit sa glycerol 3-phosphate backbone ay maaaring magkakaiba-iba, samakatuwid, ang parehong uri ng phospholipid ay maaaring binubuo ng isang malaking bilang ng mga molekula na species, ang ilan sa mga ito ay tiyak para sa ilang mga organismo, para sa ilang mga tisyu at kahit na para sa ilang mga cell sa loob ng parehong organismo.

-Glycerophospholipids

Ang Glycerophospholipids o phosphoglycerides ay ang pinaka-masaganang klase ng lipids sa kalikasan. Kaya't ang mga ito ang modelo na karaniwang ginagamit upang ilarawan ang lahat ng mga phospholipids. Lalo na ang mga ito ay natagpuan bilang mga elemento ng istruktura ng mga lamad ng cell, ngunit maaari rin silang maipamahagi sa iba pang mga bahagi ng cell, bagaman sa mas mababang konsentrasyon.

Tulad ng nai-puna sa buong tekstong ito, ang istraktura nito ay nabuo ng isang molekula ng 1,2-diacyl glycerol 3-phosphate kung saan ang isa pang molekula na may mga katangian ng polar ay nakalakip sa pamamagitan ng isang bond na phosphodiester na nagbibigay ng isang tiyak na pagkakakilanlan sa bawat pangkat ng gliserolipid.

Ang mga molekulang ito ay karaniwang mga alkohol tulad ng ethanolamine, choline, serine, gliserol, o inositol, na bumubuo ng phosphatidylethanolamines, phosphatidylcholines, phosphatidylserines, phosphatidylglycerols, at phosphatidylinositols.

Bilang karagdagan, maaaring may mga pagkakaiba sa pagitan ng mga phospholipid na kabilang sa parehong pangkat na may kaugnayan sa haba at antas ng saturation ng aliphatic chain na bumubuo sa kanilang mga apolar na buntot.

Pag-uuri

Ayon sa mga katangian ng mga pangkat na polar, ang glycerophospholipids ay inuri bilang:

- Ang negatibong sisingilin ng glycerophospholipids, tulad ng phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate.

- Neutral na glycerophospholipids, tulad ng phosphatidylserine.

- Positibong sisingilin ang glycerophospholipids, tulad ng phosphatidylcholine at phosphatidylethanolamine.

-Ether-phospholipids at plasmallogens

Bagaman ang kanilang pag-andar ay hindi kilala nang sigurado, kilala na ang ganitong uri ng lipid ay matatagpuan sa mga lamad ng cell ng ilang mga tisyu ng hayop at sa ilang mga unicellular organismo.

Ang istraktura nito ay naiiba mula sa mas karaniwang mga phospholipid sa pamamagitan ng uri ng bono kung saan ang mga kadena ng fatty acid ay nakakabit sa gliserol, dahil ito ay isang eter at hindi isang ester na bono. Ang mga fatty acid ay maaaring puspos o hindi mabubula.

Sa kaso ng plasmallogens, ang mga kadena ng fatty acid ay naka-attach sa isang dihydroxyacetone phosphate backbone sa pamamagitan ng isang dobleng bono sa C1 o C2 carbons.

Lalo na sagana ang mga plasmalogens sa mga selula ng tisyu ng puso ng karamihan sa mga vertebrates; at maraming mga invertebrates, halophytic bacteria at ilang ciliated protists na may mga lamad na yaman sa ganitong uri ng phospholipids.

Kabilang sa ilang mga kilalang pag-andar ng mga lipid na ito ay ang halimbawa ng kadahilanan ng pag-activate ng platelet sa mga vertebrates, na isang alkyl phospholipid.

-Sphingomyelins

Bagaman maaari silang maiuri kasama ang sphingolipids, dahil sa kanilang pangunahing balangkas naglalaman sila ng isang sphingosine molekula sa halip na isang glycerol 3-phosphate molekula, ang mga lipid na ito ay kumakatawan sa pangalawang pinaka-masaganang klase ng membrane phospholipids.

Ang isang fatty chain chain ay nakakabit sa amino group ng sphingosine sa pamamagitan ng isang amide bond, at sa gayon ay bumubuo ng isang ceramide. Ang pangunahing pangkat ng hydroxyl ng sphingosine ay tinukoy na may isang phosphorylcholine, na nagbibigay ng pagtaas sa sphingomyelin.

Ang mga pospolipid na ito, tulad ng ipinahihiwatig ng kanilang pangalan, ay nagpayaman sa myelin sheaths na pumapalibot sa mga selula ng nerbiyos, na gumaganap ng isang pangunahing papel sa paghahatid ng mga impulses na de-koryenteng nerve.

Saan sila nahanap?

Tulad ng ipinapahiwatig ng kanilang mga pag-andar, ang mga pospolipid ay higit sa lahat ay matatagpuan bilang isang istrukturang bahagi ng mga lipid na lipid na bumubuo sa mga biological membran na sumasaklaw sa parehong mga cell at kanilang mga panloob na organelles sa lahat ng mga nabubuhay na organismo.

Ang mga lipid na ito ay pangkaraniwan sa lahat ng mga eukaryotic na organismo at kahit na sa maraming mga prokaryote, kung saan nagsasagawa sila ng mga katulad na pag-andar.

Halimbawa ng mga pangunahing phospholipid

Tulad ng paulit-ulit na nagkomento, ang glycerophospholipids ang pinakamahalaga at sagana na mga phospholipid sa mga cell ng anumang nabubuhay na organismo. Sa mga ito, ang phosphatidylcholine ay kumakatawan sa higit sa 50% ng mga phospholipids sa eukaryotic membranes. Mayroon itong halos cylindrical na hugis, kaya maaari itong ayusin sa mga flat lipid bilayers.

Ang Phosphatidylethanolamine, sa kabilang banda, ay labis na sagana, ngunit ang istraktura nito ay "conical", kaya hindi ito self-tipunin bilang mga bilayers at normal na nauugnay sa mga lugar kung saan may mga curvatures sa lamad.

Mga Sanggunian

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochemistry (ika-4 na ed.). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Pag-aaral.
2. Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Kulay Atlas ng Biochemistry (2nd ed.). New York, USA: Thieme.
3. Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C., & Huang, Z. (2014). Isang pagsusuri sa mga pospolipid at ang kanilang pangunahing aplikasyon sa mga sistema ng paghahatid ng gamot. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 1–18.
4. Luckey, M. (2008). Ang biology na istruktura ng lamad: na may mga pundasyon ng biochemical at biophysical. Pressridge University Press.
5. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (ika-3 ed.). San Francisco, California: Pearson.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Isinalarawan na Biochemistry ng Harper (ika-28 ed.). McGraw-Hill Medikal.
7. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).
8. van Meer, G., Voelker, DR, & Feigenson, GW (2008). Mga lamad ng lamad: kung nasaan sila at kung paano sila kumilos. Mga Review sa Kalikasan, 9, 112-124.