Фосфолипиды, Глицерофосфолипиды — БИОХИМИЯ

Фосфолипиды и сфинголипиды — структурные компоненты мембран.

Помимо жирных кислот к глицерину могут присоединяться и другие группы, такие, как аминогруппы кислоты и углеводы. Благодаря этому образуется множество липидов с разнообразными свойствами.

К одному из трех углеродных атомов глицерина может быть присоединена полярная группа (полярная «головка»), которая несет заряд или не заряжена. Для молекул таких липидов характерно наличие длинного гидрофобного «хвоста» -R и полярной «головки» (табл. 8.18):

Таблица S.I8

Распространенные полярные головные группы в фосфолипидах

Фосфатид и л серин

Специфическая способность этих соединений вступать как в гидрофильные, так и в гидрофобные взаимодействия делает их идеальными компонентами биологических мембран. Производные глицерин-3-фосфата, называемые глицерофосфо- липидами (или фосфоглицеридами), являются наиболее распространенными мембранными липидами.

Простейший представитель фосфоглицеридов — фосфатидная кислота

В мембранах часто встречаются производные фосфатидной кислоты, в которой к фосфорильному остатку присоединены различные полярные радикалы (X):

Чем более полярен радикал X, тем полярное «головка» фосфолипидной молекулы.

В качестве полярных радикалов выступают остатки холина и фосфорной кислоты. Холин обычно относят к витаминам группы В, хотя животные и микроорганизмы способны его синтезировать. Холин — это одно из важнейших веществ, основная задача которых состоит в переработке, разжижении и транспортировке молекул жира в печени и в других частях организма. Холин помогает контролировать накопление холестерина, способствует передаче нервных импульсов, которые используются мозгом для формирования памяти.

Источники холина — желток яйца, мозги, сердце, печень, зеленые листовые овощи, дрожжи. При недостатке холина появляется забывчивость, подавленность, состояние страха, раздражительность. Наблюдаются бессонница, сердечная аритмия, нарушение кровообращения, головные боли, шум в ушах, запоры.

К полярным радикалам, не несущим заряд, относятся остатки шестиатомного спирта — инозита, образующего фосфатидилинозит (рис. 8.19).

Рис. 8.19. Формулы строения фосфатидилинозита (/) и карлиолинина (2)

Рис 8.20. Ьислойная структура липидной мембраны клетки. В центре мембраны канал для проведения различных веществ

Во внутренних мембранах митохондрий и в мембранах бактериальных клеток встречается дилипид, образованный из двух соединенных глицерином остатков фосфатидной кислоты, — кардиолипин (или дифосфатидилглицерин) (рис. 8.19).

По мере накопления липидов формируется клеточная мембрана. В мембране молекулы липидов выстраиваются рядами в двойной слой (бислой) гидрофильными полярными «головками» наружу (к водной среде), липофильными «хвостами» внутрь мембраны (жировая прослойка) (рис. 8.20).

Благодаря своим бифильным свойствам фосфолипиды не только являются основой всех клеточных мембран, но и выполняют другие функции. Они образуют поверхностный гидрофильный слой глобул липопротеинов крови, выстилают поверхность альвеол, предотвращая слипание стенок во время выдоха. Некоторые фосфолипиды участвуют в передаче сигнала в клетки.

Кроме фосфоглицеридов во многих типах мембран имеются липиды, образованные присоединением жирной кислоты и полярного радикала к сфингозину. Особенно богаты ими нервные ткани, в частности мозг.

Сфингозин — это аминоспирт с длинной углеводородной цепью:

Установлено, что при патологических состояниях организма, в частности при злокачественных образованиях, изменяется метаболизм и состав сфинголипидов, особенно гликосфинголипидов, что приводит к нарушению структуры мембран и биологических функций клеток.

Сфинголипиды — обязательные компоненты всех эукариот. Они представляют собой один из наиболее разнообразных по химическому строению и биологической активности классов липидных молекул.

Многочисленными исследованиями установлено, что сфинголипиды влияют на структурные свойства биологических мембран и липопротеинов, являются мембранными «якорями» некоторых белков, участвуют в процессах клеточного узнавания, регуляции роста, дифференцировки и апоптоза клеток, рецепции гормонов, факторов роста, цитокинов, являются антигенами, иммуномодуляторами и вторичными мессенджерами (передатчиками сигнала).

Класс «сфинголипиды» объединяет сотни соединений липидной природы, различающихся химической структурой и биологическими функциями, но имеющих общий фрагмент — сфингоидное (сфингозиновое) основание, представляющее собой аминоспирт с длинной алифатической цепью. Сфинголипиды делят на 2 основные группы:

  • 1) сфингофосфолипиды, содержащие остатки фосфорной кислоты и холина (сфингомиелины) или фосфорной кислоты и инозитилгликозида (фитосфинголи- пиды);
  • 2) сфингогликолипиды, содержащие моносахариды (обычно галактозу) или олигосахариды (цереброзиды) и остатки сиаловых кислот (ганглиозиды).

Сфингомиелины (от греч. «sphingo» — сжимаю, сдавливаю, связываю и «myelos» — мозг) являются наиболее распространенными сфинголипидами. Они в основном находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная ткань; сфингомиелины обнаружены также в тканях почек, печени, легких, селезенки, эритроцитах. Особенно много их в сером и белом веществе мозга, а также в оболочке аксонов периферической нервной системы.

Читайте также:  12 признаков, что у вас могут быть глисты - Lifter

Сфингомиелин может накапливаться в клетках нервной системы и других органах в количествах, в десятки раз превышающих норму. Это приводит к психическим расстройствам (болезнь Ниманна-Пика) и невралгии.

Сфингомиелин выделяют из мозга крупного рогатого скота или синтезируют.

При гидролизе молекулы сфингомиелина образуются одна молекула жирной кислоты, одна молекула двухатомного ненасыщенного аминоспирта сфингозина, одна молекула азотистого основания (чаще это холин) и одна молекула фосфорной кислоты. Именно поэтому сфингомиелины относятся к классу фосфолипидов. Общая структура сфингомиелинов выглядит так:

Конформация молекулы сфингомиелина в определенном отношении сходна с конформацией глицерофосфолипидов.

Гликолипиды (гликосфинголипиды) — сложные липиды, содержащие в составе молекулы углеводные группы (чаще остаток D-галактозы). Гликолипиды играют существенную роль в функционировании биологических мембран. Они содержатся преимущественно в ткани мозга, но имеются также и в кровяных клетках и других тканях. Известны четыре основные группы гликолипидов: цереброзиды, суль- фатиды, глобозиды и ганглиозиды.

Цереброзиды (от лат. «cerebrum» — мозг) — природные органические соединения из группы сложных липидов. Впервые были обнаружены в составе мозга (отсюда название). Не содержат ни фосфорной кислоты, ни холина. В их состав входит гек- соза (обычно это D-галактоза), которая связана эфирной связью с гидроксильной группой аминоспирта сфингозина. Кроме того, цереброзиды содержат жирные кислоты, среди которых чаще всего встречаются лигноцериновая, нервоновая и цереб- роновая кислоты, т.е. жирные кислоты, имеющие 24 углеродных атома.

Формула строения цереброзидов имеет вид

Наиболее изученными представителями церсброзидов являются нервон, содержащий нервоновую кислоту, цереброн, в состав которого входит цереброновая кислота, и керазин, содержащий лигноцериновую кислоту.

Цереброзиды содержатся главным образом в нервной ткани, особенно в мие- линовой оболочке нервных волокон, встречаются в селезёнке, лёгких и других органах.

При нарушениях обмена цереброзидов возникает болезнь Гоше (по имени французского врача Э. Гоше, описавшего болезнь в 1882 г.), которая сопровождается накоплением цереброзидов в клетках ретикуло-эндотелиальной системы мозга. У больных, страдающих болезнью Гоше, 6-8% сухой массы печени и селезёнки составляют цереброзиды, содержащие в качестве остатка сахара глюкозу вместо галактозы.

Синтез цереброзидов осуществлен в 1961 г. на базе производных сфингозино- вых оснований и ацетобромгексозы.

При взаимодействии сфингозина с олеиновой кислотой получается церамид — первичный сфинголипид, из которого образуются три класса неглицероловых липидов (цереброзиды, фосфосфинголипиды, ганглиозиды).

Цереброзиды — это церамиды, к которым присоединен моносахарид, например галактоза. При этом возникает гликозидная связь между группой С-кислород сахара и атомом углерода -СН2ОН-группы сфингозина. Цереброзиды являются членами большой группы, названной гликолипидами (см. разд. 8.3). Цереброзиды обнаруживаются в высоких концентрациях в мозге и нервной ткани.

Глобозиды отличаются от цереброзидов тем, что имеют в своем сотаве несколько углеводных остатков, связанных церамидом:

Цереброзиды и глобозиды относят к нейтральным сфинголипидам, так как они не содержат заряженных групп.

Фосфосфинголипиды — это церамиды, у которых оставшаяся спиртовая гидроксильная группа этерифицирована фосфатной производной, например фосфорил- холином. Наиболее типичным среди них является сфингомиелин, который входит в состав большинства мембран.

Ганглиозиды — наиболее сложные по составу липиды. Они содержат несколько углеводных остатков, среди которых присутствует N-ацетилнейраминовая кислота.

В тканях человека аминогруппа всегда ацетилирована (радикал ацетил СН3СО-), при этом сахар превращается в N-ацетилнейраминовую (сиаловую) кислоту. Сиаловая кислота представляет особый интерес тем, что участвует в инфицировании клеток вирусом гриппа.

11ейраминовая кислота — углевод, состоящий из 9 атомов углерода и входящий в группу сиаловых кислот. При гидролизе ганглиозидов можно обнаружить высшую жирную кислоту, спирт сфингозин, D-глюкозу и D-галактозу. а также производные аминосахаров: N-ацетил глюкозам и н и N-ацетилнейраминовую кислоту.

Последняя синтезируется в организме из глюкозамина и имеет следующую формулу:

В структурном отношении ганглиозиды в значительной мере сходны с цереб- розидами, с той только разницей, что вместо одного остатка галактозы они содержат сложный олигосахарид.

Одним из простейших ганглиозидов является гематозид, выделенный из эритроцитов:

Ганглиозиды содержатся в основном в ганглиозных клетках нервной ткани, откуда они и получили свое название. Однако ганглиозиды находятся и в плазматических мембранах многих клеток — эритроцитов, гепатоцитов, клеток селезёнки и других органов. Главная роль ганглиозидов определяется их участием в осуществлении межклеточных контактов. Некоторые ганглиозиды служат своеобразными детекторами бактериальных токсинов — антигенов.

Веточки олигосахаридов образуют пушистый покров клеток, защищая их от антигенов. Ганглиозиды определяют группы крови (О, А, В) у человека (см. выше).

Читайте также:  Циклоскопия — что это за процедура и как она выполняется

Ганглиозиды — это церамиды, у которых спиртовая группа связана с коротким, как правило разветвленным, олигосахаридом. Углеводные части ганглиозидов обладают антигенными свойствами и различаются концевыми остатками в олигоса- харидных цепях.

Обычно линейная часть сахаридной цепи содержит связанные последовательно N-ацетилгалактозамин (GalNac), галактозу (Gal) и глюкозу (Glc).

Обобщая, можно сказать, что к фосфолипидам относятся все фосфорсодержащие липиды. При этом, если в основе структур находится глицерин, их называют фосфороглицеридалш, а производные сфингозина — сфингомиелинами.

Функции гликосфинголипидов можно объединить в классы.

По взаимодействию: между клетками;

клетками и межклеточным матриксом; клетками и микробами.

активности протеинкиназ; активности рецептора фактора роста;

анти пролиферативного действия (апоптоза, клеточного цикла).

структурной жесткости мембран; конформации белков мембран.

Фосфатидилэтаноламин — Phosphatidylethanolamine

Фосфатидилэтаноламины — это класс фосфолипидов, обнаруженных в биологических мембранах . Они синтезируются путем добавления цитидиндифосфата — этаноламина к диглицеридам , высвобождая цитидинмонофосфат . S- аденозилметионин может впоследствии метилировать амин фосфатидилэтаноламинов с образованием фосфатидилхолинов . В основном он может быть обнаружен во внутренней ( цитоплазматической ) листке липидного бислоя .

Содержание

  • 1 Функция
    • 1.1 В камерах
    • 1.2 В людях
    • 1.3 В бактериях
  • 2 Структура
  • 3 Синтез
    • 3.1 Регулирование
  • 4 Наличие в пище, проблемы со здоровьем
  • 5 Смотрите также
  • 6 Ссылки
  • 7 внешние ссылки

Функция

В камерах

Фосфатидилэтаноламины обнаружены во всех живых клетках, составляя 25% всех фосфолипидов. В физиологии человека, они обнаружили , особенно в нервной ткани , такие как белое вещество из мозга , нервов, нервной ткани, а также в спинном мозге , где они составляют 45% всех фосфолипидов.

Фосфатидилэтаноламины играют роль в слиянии мембран и в разборке сократительного кольца во время цитокинеза при делении клеток . Кроме того, считается, что фосфатидилэтаноламин регулирует кривизну мембраны . Фосфатидилэтаноламин является важным предшественником, субстратом или донором в нескольких биологических путях.

В качестве полярной головной группы фосфатидилэтаноламин создает более вязкую липидную мембрану по сравнению с фосфатидилхолином . Например, температура плавления диолеоилфосфатидилэтаноламина составляет -16 ° C, в то время как температура плавления диолеоилфосфатидилхолина составляет -20 ° C. Если бы липиды имели две пальмитоильные цепи, фосфатидилэтаноламин плавился бы при 63 ° C, тогда как фосфатидилхолин плавился бы уже при 41 ° C. Более низкие температуры плавления соответствуют, в упрощенном представлении, более текучим мембранам.

В людях

Считается, что у человека метаболизм фосфатидилэтаноламина важен в сердце. Когда кровоток к сердцу ограничен, асимметричное распределение фосфатидилэтаноламина между листками мембраны нарушается, и в результате мембрана разрушается. Кроме того, фосфатидилэтаноламин играет роль в секреции липопротеинов в печени. Это связано с тем, что везикулы для секреции липопротеидов очень низкой плотности, выходящие из аппарата Гольджи, имеют значительно более высокую концентрацию фосфатидилэтаноламина по сравнению с другими везикулами, содержащими липопротеины очень низкой плотности. Фосфатидилэтаноламин также показал способность размножать инфекционные прионы без помощи каких-либо белков или нуклеиновых кислот , что является его уникальной характеристикой. Считается, что фосфатидилэтаноламин также играет роль в свертывании крови, поскольку он работает с фосфатидилсерином, увеличивая скорость образования тромбина , способствуя связыванию с фактором V и фактором X , двумя белками, которые катализируют образование тромбина из протромбина . Синтез эндоканнабиноидного анандамида осуществляется из фосфатидилэтаноламина последовательным действием 2 ферментов, N — ацетилтрансферазы и фосфолипазы -D.

В бактериях

Если фосфатидилхолин является основным фосфолипидом у животных, то фосфатидилэтаноламин является основным фосфолипидом у бактерий . Одна из основных функций фосфатидилэтаноламина в бактериальных мембранах — распространение отрицательного заряда, вызванного анионными мембранными фосфолипидами . В бактерии E. coli фосфатидилэтаноламин играет роль в поддержке активного транспорта лактозы в клетку пермеазами лактозы, а также может играть роль в других транспортных системах. Фосфатидилэтаноламин играет роль в сборке пермеазы лактозы и других мембранных белков. Он действует как «шаперон», помогая мембранным белкам правильно складывать свои третичные структуры, чтобы они могли нормально функционировать. Когда фосфатидилэтаноламин отсутствует, транспортные белки имеют неправильную третичную структуру и не работают правильно.

Фосфатидилэтаноламин также позволяет бактериальным переносчикам нескольких лекарственных препаратов функционировать должным образом и позволяет образовывать промежуточные соединения, необходимые для правильного открытия и закрытия переносчиков.

Структура

Как лецитин , фосфатидилэтаноламин состоит из комбинации глицерина, этерифицированного двумя жирными кислотами и фосфорной кислотой . В то время как фосфатная группа объединяется с холином в фосфатидилхолине, она объединяется с этаноламином в фосфатидилэтаноламине. Две жирные кислоты могут быть одинаковыми или разными и обычно находятся в положениях 1,2 (хотя они могут находиться в положениях 1,3).

Читайте также:  Детские сиропы от температуры обзор препаратов, применение Все о детях, все для родителей

Синтез

Путь декарбоксилирования фосфатидилсерина и пути цитидиндифосфат-этаноламин используются для синтеза фосфатидилэтаноламина. Фосфатидилсерин декарбоксилаза — это фермент, который используется для декарбоксилирования фосфатидилсерина на первом пути. Путь декарбоксилирования фосфатидилсерина является основным источником синтеза фосфатидилэтаноламина в мембранах митохондрий . Фосфатидилэтаноламин, продуцируемый в митохондриальной мембране, также транспортируется через клетку к другим мембранам для использования. В процессе, который отражает синтез фосфатидилхолина , фосфатидилэтаноламин также образуется по пути цитидиндифосфат-этаноламин с использованием этаноламина в качестве субстрата. Через несколько этапов, происходящих как в цитозоле, так и в эндоплазматическом ретикулуме , путь синтеза дает конечный продукт фосфатидилэтаноламин. Фосфатидилэтаноламин также в большом количестве содержится в соевом или яичном лецитине и коммерчески производится с использованием хроматографического разделения.

Регулирование

Синтез фосфатидилэтаноламина через путь декарбоксилирования фосфатидилсерина происходит быстро во внутренней митохондриальной мембране . Однако фосфатидилсерин производится в эндоплазматическом ретикулуме . Из-за этого транспорт фосфатидилсерина из эндоплазматического ретикулума к митохондриальной мембране, а затем к внутренней митохондриальной мембране ограничивает скорость синтеза по этому пути. Механизм этого транспорта в настоящее время неизвестен, но может играть роль в регуляции скорости синтеза в этом пути.

Наличие в пище, проблемы со здоровьем

Фосфатидилэтаноламины в пище распадаются с образованием продуктов Амадори, связанных с фосфатидилэтаноламином, как часть реакции Майяра . Эти продукты ускоряют перекисное окисление липидов мембран , вызывая окислительный стресс в контактирующих с ними клетках. Окислительный стресс, как известно, вызывает ухудшение питания и ряд заболеваний. Значительные уровни продуктов амадори-фосфатидилэтаноламина были обнаружены в широком спектре продуктов, таких как шоколад , соевое молоко , детские смеси и другие обработанные пищевые продукты . Уровни продуктов Амадори-фосфатидилэтаноламина выше в пищевых продуктах с высокими концентрациями липидов и сахара, которые подвергаются высоким температурам при переработке. Дополнительные исследования показали, что Амадори-фосфатидилэтаноламин может играть роль в сосудистых заболеваниях , действовать как механизм, с помощью которого диабет может увеличивать заболеваемость раком , а также потенциально играть роль в других заболеваниях. Амадори-фосфатидилэтаноламин имеет более высокую концентрацию в плазме у пациентов с диабетом, чем у здоровых людей, что указывает на то, что он может играть роль в развитии заболевания или быть его продуктом.

Кефалин формула структурная

кефалины — kefalinai statusas T sritis chemija apibrėžtis Fosfolipidai. atitikmenys: angl. cephalins; colaminophosphatides rus. кефалины; коламинофосфатиды ryšiai: sinonimas – kolaminfosfatidai … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

кефалины — устаревшее название нерастворимой в спирте фракции фосфолипидов тканей, содержащей фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин и фосфатидилинозит; содержатся в головном и спинном мозге … Большой медицинский словарь

Кефалины — (от греч. kephale голова) природные соединения из группы сложных липидов (См. Липиды). Широко распространены в растительных и животных организмах в составе биологических мембран (См. Биологические мембраны). Особенно богата К. нервная… … Большая советская энциклопедия

кефалины — кефал ины, ов, ед. ч. л ин, а … Русский орфографический словарь

Глицерофосфатиды — группа жироподобных веществ, к которой относятся Лецитины, Кефалины, Серинфосфатиды и Плазмалогены. Г. сложные эфиры Глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты в α положении. К Г. можно отнести также некоторые инозитфосфатиды. Г.… … Большая советская энциклопедия

Липиды — (от греч. lípos жир) жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток и играющие важную роль в жизненных процессах. Будучи одним из основных компонентов биологических мембран (См. Биологические мембраны), Л. влияют на… … Большая советская энциклопедия

Серинфосфатиды — фосфатидилсерины, природные органические соединения из группы фосфолипидов (См. Фосфолипиды). Молекулы С. образованы остатками глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и аминокислоты Серина. Входят в состав биологических мембран (См.… … Большая советская энциклопедия

Фосфолипиды — фосфатиды, сложные липиды, отличительным признаком которых является присутствие в молекулах остатка фосфорной кислоты. В состав Ф. входят также глицерин (или аминоспирт Сфингозин), жирные кислоты, альдегиды и азотистые соединения (холин,… … Большая советская энциклопедия

ФОСФАТИДИЛЭТАНОЛАМИНЫ — кефалины, коламинфосфатиды, природные соединения из группы фосфатидов (класс липидов), сложные эфиры этаноламина (коламина) и диглицеридфосфорных (фосфатидовых) к т. Различаются входящими в их состав жирными к тами, из к рых наиб, часто… … Биологический энциклопедический словарь

ЛЕЦИТИН — (от греч. lekithos желток), в обычном смысле смесь лецитинов и кефали нов, веществ, относимых к липоидам (см.), именно к фосфатидам (см.). Лецити н ы соединения, расщепляющиеся при гидролизе с образованием высших жирных к т [гл. обр.… … Большая медицинская энциклопедия

Ссылка на основную публикацию
Формы Женской Груди (7 Видов)
Как определить и измерить размер груди у женщин. Фото, таблица размеров Далеко не все женщины знают свой размер груди, а...
Флебология — Медицинский центр Медина (Электросталь)
3 хирургическое отделение Зав. отд-м Киреев Дмитрий Владимирович хирург высшей категории;специализация: хирургия; онкология; эндоскопия. Седов Игорь Николаевич – хирург первой...
Флемоклав или флемоксин солютаб — что общего и в чём разница Ищем сходства и отличия
Антибиотики в арсенале участкового педиатра для лечения болезней органов дыхания Хотя диагностика и лечение респираторной патологии у детей занимают ведущее...
Формы инфекции и их характеристика; Студопедия
Основы медицинских знаний и здорового образа жизни - тесты для Педкампус с ответами 1. Объективные показатели здоровья человека включают в...
Adblock detector