Fosfatidik asit ya da fosfatidat , tüm biyolojik zarların içinde mevcut olan, gliserofosfolipitler ve fosfogliseridler familyasına ait bir fosfolipiddir. En basit fosfolipiddir ve büyük miktarlarda bulunmamasına rağmen diğer daha karmaşık gliserofosfolipidlerin öncüsü olarak işlev görür.
Örneğin E. coli'de, plazma membranındaki toplam fosfolipidlerin% 0.5'inden daha azını temsil eder ve biyosentetik bir ara ürün olarak rolünden dolayı hızla değişir.
Fisher'in Fosfatidik Asit Temsili (Kaynak: Mzaki, Wikimedia Commons)
Bu öncü fosfolipid, gliserol 3-fosfatın hidroksil gruplarının iki aktive edilmiş yağ asidi molekülü ile asilasyonu ile oluşturulur ve hemen hemen tüm biyolojik membranlarda mevcut olduğuna inanılmaktadır.
Mitokondriyal membranda ve bakteri ve arkelerin plazma membranında bulunan önemli bir fosfolipid olan kardiyolipin, bir gliserol molekülüne bağlı iki fosfatidik asit molekülünden oluşur.
Bir asil grubu içermeyen bir fosfatidik asit molekülü olan lizofosfatidik asit, birçok hücre dışı sinyalleşme işlemine bir ara molekül olarak katılır.
Kimyasal yapı
Çoğu fosfolipid gibi, fosfatidik asit iki ucu zıt hidrofilikliğe sahip amfipatik bir moleküldür: hidrofilik bir polar uç ve hidrofobik apolar kuyruklar.
Daha önce bahsedildiği gibi, bu en basit fosfolipiddir, çünkü "baş" veya polar grubu yalnızca bir gliserol molekülünün 3. pozisyonunda karbona bağlı olan fosfat grubundan oluşur.
Apolar kuyrukları, gliserol 3-fosfatın 1. ve 2. pozisyonlarında karbonlara esterleştirilmiş iki yağ asidi zinciriyle oluşturulur. Bu yağ asitlerinin farklı uzunlukları ve doyma dereceleri vardır.
Genellikle, bağlanan yağ asitlerinin uzunluğu 16 ila 24 karbon atomu arasında değişir; ve karbon 2'ye bağlanan yağ asidinin genellikle doymamış olduğu (karbon-karbon çift bağlarının mevcudiyeti), ancak bu, bitki plastidlerinde doymuş bir yağ asidi olduğu için bu, dikkate alınan organizmaya bağlıdır.
biosentezi
Fosfatidik asidin biyosentezi, diğer gliserofosfolipidlerin sentezinin dallanma noktasıdır. Açil-CoA üreten, açil-CoA sentetaz tarafından katalize edilen bir reaksiyon olan bir CoA kısmının eklenmesiyle yağ asitlerinin aktivasyonu ile başlar.
Bu enzimin endoplazmik retikulumda ve mitokondride bulunan farklı izoformları vardır, ancak reaksiyonlar prokaryotlarda olduğu gibi gerçekleşir.
Biyosentetik yolun ilk "kararlı" adımı, asil-CoA molekülünün gliserol 3-fosfata aktarılmasıdır; bu, mitokondrinin dış zarı ve retikulum ile ilişkili bir gliserol 3-fosfat asiltransferaz tarafından katalize edilen bir reaksiyondur. endoplazmik.
Bu reaksiyonun ürünü olan lizofosfatidik asitin (sadece bir hidrokarbon zinciri olduğu için), ikinci asilasyon reaksiyonunu gerçekleştirmek için mitokondriden endoplazmik retikuluma aktarıldığı düşünülmektedir.
Fosfatidik Asit sentezinin grafik özeti (Kaynak: Krishnavedala, Wikimedia Commons aracılığıyla)
Bu adımı katalize eden enzim, endoplazmik retikulum zarında bol miktarda bulunan ve özellikle doymamış yağ asitlerini 1-açilgliserol 3-fosfat molekülünün 2. pozisyonundaki karbona aktaran 1-açilgliserol 3-fosfat açiltransferaz olarak bilinir.
Bu şekilde oluşturulan fosfatidik asit, fosfatidik asit fosfataz ile 1,2-diaçilgliserole hidrolize edilebilir ve bu daha sonra fosfatidilkolin ve fosfatidiletanolaminin sentezi için kullanılabilir.
Diğer üretim yolları
1,2-diaçilgliserol moleküllerinin "geri dönüşümünü" içeren fosfatidik asit üretimi için alternatif bir yol, fosfat gruplarını diaçilgliserolün 3. pozisyonunda karbona aktaran spesifik kinaz enzimlerinin katılımıyla ilgilidir.
Bir diğeri, fosfolipazlar olarak bilinen enzimler tarafından katalize edilen diğer fosfolipidlerin hidrolizidir. Bu işlemin bir örneği, kolin ile 1,2-diasilgliserol 3-fosfatın fosfat grubu arasındaki bağı hidrolize eden fosfolipaz D'nin etkisi sayesinde fosfatidilkolinden fosfatidik asit üretimidir.
Bitkilerde biyosentez
Bitkilerde fosfatidik asit üretimi, bitki hücrelerinin dört farklı bölümü ile ilişkilidir: plastidler, endoplazmik retikulum, mitokondri ve Golgi kompleksi.
Yoldaki ilk adım, daha önce tarif edilenle aynıdır ve bir gliserol 3-fosfat açiltransferaz, aktive edilmiş asil-CoA grubunu bir gliserol 3-fosfat molekülünün karbon 1'ine transfer etmek için her bölmeye katılır.
Sentez, başka bir açil grubunun lizofosfatidik asidin C3 konumuna transferinden sonra lizofosfatidik asit asiltransferaz adı verilen bir enzim ile tamamlanır.
Bitkilerin plastidlerinde, bu enzim, 16 karbon atomlu uygun uzunluktaki doymuş yağ asitlerini seçici olarak aktarır. Bu, bu organellerde sentezlenen lipitlerin özel bir özelliğidir.
Özellikleri
Fosfatidik asit, birçok organizmada birçok fosfolipid, galaktolipid ve trigliserit için öncü fosfolipiddir. Bu nedenle, doğrudan yapısal işlevleri yerine getirmese de hücreler için gerekli bir moleküldür.
Hayvanlarda, enzimatik hidrolizinin ürünlerinden biri olan 1,2-diaçilgliserol, üçüncü bir aktive edilmiş yağ asidi molekülü (bir CoA kısmı ile ilişkili) ile transesterifikasyon yoluyla triasilgliseritlerin veya trigliseritlerin oluşumu için kullanılır.
Trigliseridler hayvanlar için önemli enerji rezerv molekülleridir, çünkü içlerinde bulunan yağ asitlerinin oksidasyonu büyük miktarlarda enerjinin ve diğer metabolik yollarda öncülerin ve ara maddelerin salınmasına yol açar.
Hidrolizinin başka bir ürünü olan lizofosfatidik asit, diğerlerinin yanı sıra tümörijenez, anjiyojenez ve immün yanıtlarda yer alan diğer hücrelerin yüzeyindeki reseptörlere bağlanmasını içeren bazı hücre dışı sinyal yollarında önemli bir ikinci habercidir.
Bir sinyal molekülü olarak işlevleri arasında hücre proliferasyonunun indüksiyonuna katılımı, azalmış apoptoz, trombosit agregasyonu, düz kas kasılması, kemotaksis, tümör hücrelerinin istilası ve diğerleri bulunur.
Bakterilerde fosfatidik asit, hücreye "zardan türetilmiş oligosakaritler" olarak bilinen "ozmoprotektif" moleküller sağlayan bir zar fosfolipid değişim işlemi sırasında gereklidir.
Referanslar
- Koolman, J. ve Roehm, K. (2005). Biyokimyanın Renk Atlası (2. baskı). New York, ABD: Thieme.
- Luckey, M. (2008). Membran yapısal biyolojisi: biyokimyasal ve biyofiziksel temellerle. Cambridge University Press
- Mathews, C., van Holde, K. ve Ahern, K. (2000). Biyokimya (3. baskı). San Francisco, Kaliforniya: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
- Nelson, DL ve Cox, MM (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega Editions (5. baskı). https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
- Rawn, JD (1998). Biyokimya. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
- Vance, JE ve Vance, DE (2008). Lipidlerin, lipoproteinlerin ve zarların biyokimyası. New Comprehensive Biochemistry Cilt 36 (4. baskı). Elsevier.