FOSFOGLICERIDE: STRUCTURĂ, FUNCȚII ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE

De fosfogliceride sau Glicerofosfolipidele sunt molecule abundente ale naturii lipidelor în membranele biologice. O moleculă fosfolipidică este formată din patru componente de bază: acizi grași, un schelet atașat la acidul gras, un fosfat și un alcool atașat acestuia din urmă.

În general, pe carbonul 1 al glicerolului există un acid gras saturat (doar legături unice), în timp ce pe carbon 2, acidul gras este de tip nesaturat (legături duble sau triple între carbuni).

Sursa structurii : Nu este furnizat niciun autor care poate fi citit de mașină. Lennert B și-a asumat (pe baza revendicărilor de copyright). , prin Wikimedia Commons

Printre cele mai proeminente fosfogliceride din membranele celulare avem: sfingomielina, fosfatidilinositolul, fosfatidilserina și fosfatidiletanolamina.

Alimentele bogate în aceste molecule biologice sunt cărnurile albe precum peștele, gălbenușurile de ou, unele carne de organe, crustacee și nuci, printre altele.

Structura

Componentele unei fosfogliceride

O fosfogliceridă este formată din patru elemente structurale de bază. Primul este un schelet la care sunt atașați acizi grași, un fosfat și un alcool - al doilea este atașat de fosfat.

Coloana vertebrală a fosfogliceridelor poate fi formată din glicerol sau sfingosină. Primul este un alcool cu trei carbon, în timp ce al doilea este un alt alcool cu o structură mai complexă.

În glicerol, grupările hidroxil situate la carbonul 1 și 2 sunt esterificate de două grupări carboxilice cu lanțuri mari de acizi grași. Carbonul lipsă, situat la poziția 3, este esterificat cu un acid fosforic.

Deși glicerolul nu are un carbon asimetric, carbonii alfa nu sunt stereochimici identici. Astfel, esterificarea unui fosfat la carbonul corespunzător conferă asimetrie moleculei.

Caracteristicile acizilor grași din fosfogliceride

Acizii grași sunt molecule compuse din lanțuri de hidrocarburi cu lungime și grad diferit de nesaturare și se termină într-o grupare carboxilică. Aceste caracteristici variază considerabil și determină proprietățile lor.

Lanțul de acizi grași este liniar dacă este de tip saturat sau dacă este nesaturat în poziția trans. În schimb, prezența unei legături duble de tip cis creează o răsucire în lanț, deci nu mai trebuie să fie reprezentată liniar, așa cum se întâmplă adesea.

Acizii grași cu legături duble sau triple influențează semnificativ starea și caracteristicile fizico-chimice ale membranelor biologice.

Proprietăți hidrofobe și hidrofile

Fiecare dintre elementele menționate diferă prin proprietățile lor hidrofobe. Acizii grași, fiind lipide, sunt hidrofobe sau apolare, ceea ce înseamnă că nu se amestecă cu apa.

În schimb, restul elementelor fosfolipidelor le permite să interacționeze într-un mediu, datorită proprietăților lor polare sau hidrofile.

În acest fel, fosfogliceridele sunt clasificate ca molecule amfipatice, ceea ce înseamnă că un capăt este polar și celălalt este apolar.

Putem folosi analogia unui meci sau a unui meci. Capul meciului reprezintă capul polar format din fosfatul încărcat și substituțiile acestuia pe grupa fosfați. Prelungirea chibritului este reprezentată de o coadă nepolară, formată din lanțuri de hidrocarburi.

Grupurile cu caracter polar sunt încărcate la pH 7, cu o sarcină negativă. Acest lucru se datorează fenomenului de ionizare al grupării fosfați, care are un pk apropiat de 2 și încărcărilor grupărilor esterificate. Numărul de sarcini depinde de tipul de fosfoglicerid studiat.

Caracteristici

Structura membranelor biologice

Lipidele sunt biomolecule hidrofobe care prezintă solubilitatea în solvenții organici - cum ar fi cloroformul, de exemplu.

Aceste molecule au o mare varietate de funcții: joacă un rol de combustibili prin stocarea energiei concentrate; ca molecule de semnalizare; și ca componente structurale ale membranelor biologice.

În natură, cel mai abundent grup de lipide care există sunt fosfogliceridele. Funcția lor principală este structurală, deoarece fac parte din toate membranele celulare.

Membranele biologice sunt grupate sub formă de stratură. Acest lucru înseamnă că lipidele sunt grupate în două straturi, unde cozile lor hidrofobe se confruntă cu interiorul stratului, iar capetele polare se confruntă cu exteriorul și interiorul celulei.

Aceste structuri sunt cruciale. Ele delimitează celula și sunt responsabile pentru schimbul de substanțe cu alte celule și cu mediul extracelular. Cu toate acestea, membranele conțin alte molecule lipidice, altele decât fosfogliceridele, precum și molecule de natură proteică care mediază transportul activ și pasiv de substanțe.

Funcții secundare

Pe lângă faptul că fac parte din membranele biologice, fosfogliceridele sunt asociate cu alte funcții din mediul celular. Unele lipide foarte specifice fac parte din membranele mielinei, substanța care acoperă nervii.

Unii pot acționa ca mesaje în captarea și transmiterea semnalelor către mediul celular.

Metabolism

Sinteză

Sinteza fosfogliceridelor se realizează pornind de la metaboliți intermediari, cum ar fi molecula acidului fosfatidic și, de asemenea, triacilgliceroli.

Un nucleotid activat CTP (citidină trifosfat) formează un intermediar numit CDP-diacilglicerol, unde reacția de pirofosfat favorizează reacția din dreapta.

Porțiunea numită fosfatidil reacționează cu anumiți alcooli. Produsul acestei reacții sunt fosfogliceridele, inclusiv fosfatidilserina sau fosfatidil inositolul. Fosfatidil etanolamina sau fosfatidilcolina pot fi obținute din fosfatidilserină.

Cu toate acestea, există rute alternative pentru a sintetiza ultimele fosfogliceride menționate. Această cale implică activarea colinei sau etanolaminei prin legarea la CTP.

Ulterior, are loc o reacție care le unește cu fosfatidatul, obținând fosfatidil etanolamină sau fosfatidilcolină ca produs final.

Degradare

Distrugerea fosfogliceridelor este gestionată de enzime numite fosfolipaze. Reacția implică eliberarea acizilor grași care alcătuiesc fosfogliceride. În toate țesuturile organismelor vii, această reacție are loc constant.

Există mai multe tipuri de fosfolipaze și sunt clasificate în funcție de acidul gras pe care îl eliberează. În urma acestui sistem de clasificare, distingem între lipazele A1, A2, C și D.

Fosfolipazele sunt omniprezente în natură și le găsim în diferite entități biologice. Sucul intestinal, secrețiile anumitor bacterii și veninul de șarpe sunt exemple de substanțe bogate în fosfolipaze.

Produsul final al acestor reacții de degradare este glicerolul-3-fosfat. Astfel, aceste produse eliberate, plus acizi grași liberi, pot fi reutilizate pentru a sintetiza noi fosfolipide sau pentru a fi direcționate către alte căi metabolice.

Exemple

Phosphatidate

Compusul descris mai sus este cel mai simplu fosfoglicerid și este denumit fosfatidat sau, de asemenea, diacilglicerol 3-fosfat. Deși nu este foarte abundent în mediul fiziologic, este un element cheie pentru sinteza moleculelor mai complexe.

Fosfogliceride derivate din fosfatidat

Din cea mai simplă moleculă de fosfogliceride se poate produce biosinteza unor elemente mai complexe, cu roluri biologice foarte importante.

Grupa fosfați de fosfați este esterificată cu gruparea hidroxil a alcoolilor - poate fi una sau mai multe. Cei mai comuni alcooli ai folfogliceridelor sunt serina, etanolamina, colina, glicerolul și inozitolul. Acești derivați vor fi descriși mai jos:

fosfatidiletanolamină

În membranele celulare care fac parte din țesuturile umane, fosfatidiletanolamina este o componentă proeminentă a acestor structuri.

Este compus dintr-un alcool esterificat de acizii grași din hidroxilii situați în pozițiile 1 și 2, în timp ce în poziția 3 găsim o grupare fosfat, esterificată cu etanolamina amino alcool.

fosfatidilserina

În general, această fosfogliceridă se găsește în monostratul care se confruntă cu interiorul - adică partea citosolică - a celulelor. În timpul procesului morții celulare programate, distribuția fosfatidilserinei se schimbă și se găsește pe toată suprafața celulei.

fosfatidilinozitol

Fosfatidilinositolul este un fosfolipid care se găsește în proporții scăzute atât în membrana celulară, cât și în membranele componentelor subcelulare. S-a descoperit că participă la evenimentele de comunicare celulară, provocând modificări în mediul intern al celulei.

sphingomyelin

În grupul fosfolipidelor, sfingomielina este singura fosfolipidă prezentă în membrane a căror structură nu este derivată din glicerolul alcoolic. În schimb, scheletul este format din sfingosină.

Din punct de vedere structural, acest ultim compus aparține grupului de aminoalcooli și are un lanț lung de carbon cu legături duble.

În această moleculă, grupa amino de pe coloana vertebrală este atașată de un acid gras printr-o legătură de tip amidă. Împreună, grupa hidroxil primară a scheletului este esterificată la fosfotilcolină.

Plasmalogens

Plasmalogenii sunt fosfogliceride cu capete formate în principal din etanolamină, colină și serină. Funcțiile acestor molecule nu au fost pe deplin elucidate și există puține informații despre ele în literatura de specialitate.

Deoarece grupul eter de vinil este oxidat cu ușurință, plasmalogenii sunt capabili să reacționeze cu radicalii liberi de oxigen. Aceste substanțe sunt produse ale metabolismului celular mediu și s-a constatat că deteriorează componentele celulare. În plus, acestea au fost legate și de procesele de îmbătrânire.

Prin urmare, o posibilă funcție a plasmalogenilor este de a captura radicalii liberi care pot avea efecte negative asupra integrității celulare.

Referințe

Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochimie. Am inversat.
Devlin, TM (2004). Biochimie: manual cu aplicații clinice. Am inversat.
Feduchi, E., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, E. (2011). Biochimie. Concepte esențiale. Pan American.
Melo, V., Ruiz, VM, & Cuamatzi, O. (2007). Biochimia proceselor metabolice. Reverte.
Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plasmalogene: biosinteză și funcții. Progrese în cercetarea lipidelor, 40 (3), 199-229.
Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Biochimie metabolică. Editorial Tebar.
Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Fundamentele biochimiei. Artmed Editor.

FOSFOGLICERIDE: STRUCTURĂ, FUNCȚII ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025