FOSFATIDILINOSITOL: YAPI, OLUŞUM, FONKSIYONLAR - BIYOLOJI - 2025

Fosfatidilinositol biyolojik zarlarda mevcuttur gliserofosfolipidlerdeki veya fasfogliserıdlerın, bir fosfolipid ailesidir. Ortalama bir hücredeki toplam fosfolipid içeriğinin yaklaşık% 10'unu oluşturur.

Pek çok ökaryot ve prokaryotun plazma zarının iç kısmında yaygındır. Memelilerde ve diğer omurgalılarda özellikle beyin hücrelerinin zarlarını zenginleştirir; ve ilk kez 1942'de Folch ve Wooley tarafından bu dokularda görülmüştür.

Fosfatidilinositolün klasik temsili (Kaynak: NEUROtiker, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Kimyasal yapısı ve bazı fosforile türevlerininki, 1959 ve 1961 yılları arasında Ballou'nun araştırma grubu tarafından belirlendi.

Zarlardaki bolluğuyla ilgili önemli yapısal işlevlere sahiptir, ancak aynı zamanda çok sayıda ve çeşitli özel uyaranla tetiklenen hücresel sinyalleşme süreçlerinde önemli etkilere sahip olan ikinci habercilerin önemli bir kaynağıdır.

Glikosile edilmiş formu, GPI (glikosilfosfatidilinositol) "ankorlar" adı verilen lipit yapıları aracılığıyla membranlara bağlanmalarına izin veren proteinlerin kovalent modifikasyonuna katılır.

yapı

Çoğu membran lipitinde olduğu gibi, fosfatidilinositol bir amfipatik moleküldür, yani hidrofilik bir polar uca ve bir hidrofobik polar olmayan uca sahip bir moleküldür.

Genel yapısı 1,2-diasil gliserol 3-fosfat omurgasına dayanmaktadır, burada 1 ve 2 konumlarındaki karbonlarda esterlenen iki yağ asidi zinciri apolar kuyrukları ve gruba bağlı fosfat grubunu temsil etmektedir " baş ”, kutup bölgesini temsil eder.

Baş grubu: inositol

Gliserol molekülünün 3. pozisyonundaki karbondaki fosfat grubuna bir fosfodiester bağı yoluyla bağlanan bir inositol molekülü, bu fosfolipidin "baş" grubunu temsil eder.

İnositol, her biri bir hidroksil grubuna bağlı tüm karbon atomlarına (6) sahip bir sikloheksan türevidir. Diyette tüketilen gıdalardan, de novo sentez yolundan veya kendi geri dönüşümünden gelebilir. Beyin hücreleri ve diğer dokular daha az oranda glikoz 6-fosfattan üretir.

Fosfatidilinositol türevlerinin çoğunun yapısı, inositol kısmının hidroksil gruplarının bazılarında fosfat gruplarının eklendiği bir fosfatidilinositol molekülünden başka bir şey değildir.

Apolar kuyruklar

Apolar kuyrukların hidrokarbon zincirleri, söz konusu organizmaya bağlı olarak 16 ila artı veya eksi 24 karbon atomu arasında değişen uzunluklara sahip olabilir.

Bu zincirler doymuş (karbon-karbon tek bağları) veya doymamış (karbon-karbon çift bağları; tekli doymamış veya çoklu doymamış) olabilir ve fosfatidik asitten türetilen diğer fosfolipidler gibi, gliserol 3-fosfatın C2 konumundaki yağ asidi olabilir. genellikle doymamış.

Bu lipidler genellikle stearik asit ve araşidonik aside karşılık gelen, sırasıyla biri doymuş ve diğeri doymamış olmak üzere 18 ve 20 karbon atomlu yağ asidi zincirlerine sahiptir.

Eğitim

Fosfatidilinositol, diğer fosfolipidler gibi, yapısı iki apolar kuyruk ve yalnızca gliserolün 3. konumunda karbona bağlı fosfat grubundan oluşan bir polar kafa ile karakterize edilen basit bir fosfolipid olan fosfatidik asitten oluşturulur.

De novo sentezi

Fosfatidilinositolün de novo oluşumu için fosfatidik asit, ATP'ye benzer yüksek enerjili bir molekül olan CTP (sitidin trifosfat) ile reaksiyona girer ve fosfatidilinozitol yolunda ve türevlerinde ortak bir öncü olan CDP-diasilgliserolü oluşturur. fosfatidilgliserol ve difosfatidilgliserol veya kardiyolipin.

Söz konusu reaksiyon, mikrozomal fraksiyonu ve iç mitokondriyal membranı içeren ikili bir hücre altı konuma sahip olan CDP-diasilgliserol sentaz enzimi tarafından katalize edilir.

Fosfatidilinositol daha sonra bir inositol molekülü ile önceki adımdan kaynaklanan bir CDP-diasilgliserol molekülü arasındaki yoğunlaşma reaksiyonundan kaynaklanır.

Bu adım, memeli hücrelerinin endoplazmik retikulum zarı ile bağlantılı bir enzim olan bir fosfatidilinositol sentaz (CDP-diasilgliserol: miyoinositol 3-fosfatidil transferaz) ile katalize edilir.

Bu işlemin sınırlayıcı aşamasını temsil eden reaksiyon, aslında biyosentetik yolun "yukarı akışında" meydana gelmesi gereken glikoz 6-fosfattan inositol oluşumudur.

Türevlerinin sentezi

Fosfatidilinositolün fosforile türevleri, fosfat gruplarının ana lipidin inositol kısmının hidroksil gruplarına bağlanmasından sorumlu olan fosfatidilinositol kinazlar adı verilen bir grup enzim tarafından üretilir.

Özellikleri

Yapısal

Fosfatidilserin ve fosfatidilgliserol gibi, fosfatidilinositol de birden fazla fonksiyona hizmet eder. Farklı ve çok işlevli biyolojik zarları oluşturan lipit çift katmanlarının bir parçası olduğu için önemli yapısal etkileri vardır.

Pek çok protein, proteinleri hücrenin yüzeyinde destekleyen hidrofobik bir "çapa" ile sağlayan glikosile edilmiş fosfatidilinositol türevlerinden başka bir şey olmayan "GPI ankor" adı verilenler yoluyla hücre zarlarına "bağlanır". zar.

Hücre iskeletinin bazı proteinleri, fosforile edilmiş fosfatidilinositol türevlerine bağlanır ve bu tip lipid, aynı zamanda, ekzositozda yer alan protein komplekslerinin oluşumu için bir çekirdek görevi görür.

Hücre sinyallemesinde

Örneğin türevleri, memelilerde hormonla ilgili birçok sinyalleşme sürecinde ikinci habercilerdir.

"Hormona duyarlı fosfatidilinositol sistemi" olarak adlandırılan sistemden türeyen en önemli ikincil habercilerden ikisi, çeşitli işlevleri yerine getiren inositol 1,4,5-trifosfat (IP3 veya inositol trifosfat) ve diaçilgliseroldür. şelalenin üzerinde ”.

IP3, adrenalin gibi ikinci haberci sistemleri tarafından kullanılan hormon sinyal zincirinde yer alır.

İnositol, işlevlerini sitozolde yerine getiren çözünür bir habercidir, diasilgliserol ise yağda çözünür ve aynı zamanda bir haberci olarak işlev gördüğü zarda bağlı kalır.

Aynı şekilde bitkilerde, fosfatidilinositolün fosforile edilmiş türevlerinin de hücre sinyalleme kaskadlarında önemli işlevlere sahip olduğu belirlenmiştir.

Referanslar

1. Antonsson, B. (1997). Memeli dokularından fosfatidilinositol sentaz. Biochimica et Biophysica Açta.
2. Luckey, M. (2008). Membran yapısal biyolojisi: biyokimyasal ve biyofiziksel temellerle. Cambridge University Press.
3. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
4. Nelson, DL ve Cox, MM (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega Editions (5. baskı).
5. Vance, JE ve Vance, DE (2008). Lipidlerin, lipoproteinlerin ve zarların biyokimyası. New Comprehensive Biochemistry Cilt 36 (4. baskı). Elsevier.