FOSFOLIPIDLER: ÖZELLIKLERI, YAPILARI, IŞLEVLERI, TÜRLERI - BIYOLOJI - 2025

Fosfolipid terimi , yapılarında, özellikle polar başlarında, bir fosfat grubuna sahip olan ve ana iskeletleri olarak bir gliserol 3-fosfat veya bir sfingozin molekülüne sahip olabilen lipit yapısındaki biyomolekülleri belirtmek için kullanılır.

Bununla birlikte, birçok yazar, fosfolipidlerden söz ettiklerinde, genellikle, esterifiye edildikleri gliserol 3-fosfattan türetilen lipitler olan gliserofosfolipidler veya fosfogliseritleri, pozisyon 1 ve 2'nin karbonlarında, iki zincir değişen uzunluklarda ve doygunluk derecelerinde yağ asitleri.

Bir fosfolipidin yapısının şeması (Kaynak: OpenStax, Wikimedia Commons)

Fosfogliseridler, membran lipidlerinin en önemli grubunu temsil eder ve esas olarak gliserolün C3 konumunda fosfat grubuna bağlı ikame edici grupların kimliği ile ayırt edilirler.

Fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamin, fosfatidilserin ve fosfatidilinositol, hem bollukları hem de hücrelerde uyguladıkları biyolojik işlevlerin önemi açısından en önemli fosfolipidler arasındadır.

karakteristikleri

Diğer lipidler gibi, fosfolipidler de amfipatik moleküllerdir, yani genellikle "polar kafa" olarak bilinen hidrofilik bir polar uca ve hidrofobik özelliklere sahip olan "apolar kuyruk" olarak adlandırılan bir apolar uca sahiptirler.

Baş gruplarının veya polar grupların ve alifatik zincirlerin doğasına bağlı olarak, her fosfolipid farklı kimyasal, fiziksel ve fonksiyonel özelliklere sahiptir. Polar ikame ediciler anyonik (net negatif yüklü), zvitteriyonik veya katyonik (net pozitif yüklü) olabilir.

Fosfolipidler hücre zarlarında "asimetrik" olarak dağıtılır, çünkü bunlar bir türden veya diğerinden aşağı yukarı zenginleştirilebilir, bu da lipid çift tabakasını oluşturan her bir tek tabaka için doğrudur, çünkü bir fosfolipid tercihen hücre zarlarına doğru yerleştirilebilir. dış veya iç hücre.

Bu kompleks moleküllerin dağılımı genellikle sentezlerinden sorumlu enzimlere bağlıdır ve bunlar aynı zamanda her hücrenin kendine özgü ihtiyaçları tarafından modüle edilir.

yapı

Yukarıda tartışıldığı gibi fosfolipitlerin çoğu, bir gliserol 3-fosfat omurgası üzerinde toplanan lipitlerdir; ve bu nedenle gliserofosfolipidler veya fosfogliseritler olarak da bilinirler.

Kutupsal kafası, ikame gruplarının veya "baş gruplarının" bir fosfodiester bağı vasıtasıyla eklendiği gliserolün C3 pozisyonunda karbona bağlı fosfat grubundan oluşur. Her fosfolipide kimliğini veren bu gruplardır.

Apolar bölge, ester veya eter bağları (eter-fosfolipidler) vasıtasıyla gliserol 3-fosfat molekülünün C1 ve C2 pozisyonlarının karbonlarına bağlanan yağlı asit zincirlerinden oluşan apolar kuyruklarda temsil edilir.

Bir zardaki fosfolipidin şeması (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla Tvanbr)

Diğer fosfolipidler, yağ asitlerinin de eter bağları yoluyla bağlandığı bir dihidroksiaseton fosfat molekülüne dayanır.

Biyolojik olarak önemli birçok fosfolipidde, C1 pozisyonundaki yağ asidi 16 ila 18 karbon atomlu doymuş bir yağ asididir, C2 pozisyonunda ise genellikle doymamış ve daha uzundur (18 ila 20 karbon atomu). karbon).

Normalde fosfolipidlerde dallı zincirli yağ asitleri bulunmaz.

En basit fosfolipid, iki yağ asidi zincirine (1,2-diasil gliserol 3-fosfat) bağlı bir gliserol 3-fosfat molekülünden oluşan fosfatidik asittir. Bu, diğer gliserofosfolipidlerin oluşumu için anahtar ara maddedir.

Özellikleri

Yapısal

Fosfolipidler, kolesterol ve sfingolipidlerle birlikte biyolojik zarların oluşumu için ana yapısal unsurlardır.

Biyolojik zarlar, tüm canlı organizmaları oluşturan hücrelerin yanı sıra bu hücrelerin içindeki organellerin varlığını (hücresel bölümlendirme) mümkün kılar.

Fosfolipidler, biyolojik zarları oluşturan lipit çift tabakasının önemli bir parçasıdır (Kaynak: Bekerr, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Fosfolipidlerin fizikokimyasal özellikleri, elastik özelliklerini, akışkanlığı ve hücre zarlarının integral ve periferal proteinleri ile ilişki kurma yeteneğini belirler.

Bu anlamda, zarlarla ilişkili proteinler esas olarak polar fosfolipid grupları ile etkileşime girerler ve bu gruplar da, parçası oldukları lipit çift katmanlarına özel yüzey özellikleri kazandırır.

Bazı fosfolipidler ayrıca birçok taşıyıcı proteinin stabilizasyonuna katkıda bulunur ve diğerleri aktivitelerini artırmaya veya geliştirmeye yardımcı olur.

Hücresel iletişim

Hücre iletişimi açısından, belirli işlevleri yerine getiren bazı fosfolipidler vardır. Örneğin, fosfoinositoller, bulundukları zarlarda hücre sinyalleme işlemlerine katılan ikinci habercilerin önemli kaynaklarıdır.

Esasen plazma zarının iç tek tabakası ile ilişkili önemli bir fosfolipid olan fosfatidilserin, programlanmış hücre ölümü süreçleri sırasında dış tek tabakaya yer değiştirdiği için apoptotik hücrelerde bir "haberci" veya "işaretçi" molekül olarak tanımlanmıştır.

Enerji ve metabolizma

Membran lipidlerinin geri kalanı gibi, fosfolipidler de önemli bir kalori enerjisi kaynağı ve aynı zamanda membran biyojenezinin öncüleridir.

Apolar kuyruklarını oluşturan alifatik zincirler (yağ asitleri), çoğu hücresel işlemi gerçekleştirmek için gerekli olan enerji olan ATP biçiminde büyük miktarda enerjinin çıkarıldığı karmaşık metabolik yollarda kullanılır. hayati.

Diğer fonksiyonlar

Bazı fosfolipidler, bazı dokularda özel malzemelerin bir parçası olarak diğer işlevleri yerine getirir. Örneğin dipalmitoil-fosfatidilkolin, işlevi ekspirasyon sırasında akciğerlerdeki yüzey gerilimini azaltmak olan karmaşık bir protein ve lipid karışımı olan akciğer yüzey aktif maddesinin ana bileşenlerinden biridir.

Türleri

Gliserol 3-fosfat omurgasına bağlanan yağ asitleri çok çeşitli olabilir, bu nedenle aynı tip fosfolipid, bazıları belirli organizmalara, belirli dokulara ve hatta bazı organizmalara özgü çok sayıda moleküler türden oluşabilir. aynı organizma içindeki belirli hücreler için.

-Glycerophospholipids

Gliserofosfolipidler veya fosfogliseridler, doğada en bol bulunan lipit sınıfıdır. Öyle ki, tüm fosfolipidleri tanımlamak için yaygın olarak kullanılan modeldirler. Esas olarak hücre zarlarının yapısal elemanları olarak bulunurlar, ancak çok daha düşük konsantrasyonda olmalarına rağmen hücrenin diğer kısımlarına da dağılabilirler.

Bu metin boyunca yorumlandığı gibi, yapısı, polar özelliklere sahip başka bir molekülün bağlı olduğu 1,2-diasil gliserol 3-fosfat molekülü tarafından, bir fosfodiester bağı aracılığıyla oluşturulur ve her gliserolipid grubu.

Bu moleküller tipik olarak fosfatidiletanolaminler, fosfatidilkolinler, fosfatidilserinler, fosfatidilgliseroller ve fosfatidilinositoller oluşturan etanolamin, kolin, serin, gliserol veya inositol gibi alkollerdir.

Ek olarak, aynı gruba ait fosfolipidler arasında apolar kuyruklarını oluşturan alifatik zincirlerin uzunluğu ve doygunluk derecesi ile ilgili farklılıklar olabilir.

sınıflandırma

Polar grupların özelliklerine göre gliserofosfolipidler şu şekilde sınıflandırılır:

- Negatif yüklü gliserofosfolipidler, örneğin fosfatidilinositol 4,5-bifosfat.

- Fosfatidilserin gibi nötr gliserofosfolipidler.

- Fosfatidilkolin ve fosfatidiletanolamin gibi pozitif yüklü gliserofosfolipidler.

-Eter-fosfolipidler ve plazmalojenler

Fonksiyonları kesin olarak bilinmemekle birlikte, bu tip lipidin bazı hayvan dokularının ve bazı tek hücreli organizmaların hücre zarlarında bulunduğu bilinmektedir.

Yapısı, bir ester bağı değil bir eter olduğundan, yağ asidi zincirlerinin gliserole bağlandığı bağ türüne göre daha yaygın fosfolipitlerden farklıdır. Bu yağ asitleri doymuş veya doymamış olabilir.

Plazmalojenler söz konusu olduğunda, yağlı asit zincirleri, C1 veya C2 karbonlarında bir çift bağ vasıtasıyla bir dihidroksiaseton fosfat omurgasına bağlanır.

Plazmalojenler, çoğu omurgalıların kalp dokusunun hücrelerinde özellikle bol miktarda bulunur; ve birçok omurgasız, halofitik bakteri ve bazı kirpikli protistlerin bu tür fosfolipidlerle zenginleştirilmiş zarları vardır.

Bu lipidlerin bilinen birkaç işlevi arasında, bir alkil fosfolipid olan, omurgalılarda trombosit aktive edici faktör örneği bulunmaktadır.

-Sphingomyelins

Ana iskeletlerinde bir gliserol 3-fosfat molekülü yerine bir sfingozin molekülü içerdiğinden, sfingolipidlerle birlikte sınıflandırılabilmelerine rağmen, bu lipitler en bol bulunan ikinci membran fosfolipid sınıfını temsil eder.

Bir yağ asidi zinciri, sfingozinin amino grubuna bir amid bağı yoluyla bağlanır ve böylece bir seramid oluşturur. Sfingozinin birincil hidroksil grubu, bir fosforilkolin ile esterlenir ve sfingomiyeline yol açar.

Bu fosfolipidler, adlarından da anlaşılacağı gibi, elektriksel sinir uyarılarının iletilmesinde önemli bir rol oynayan sinir hücrelerini çevreleyen miyelin kılıflarını zenginleştirir.

Nerede bulunurlar?

İşlevlerinin gösterdiği gibi, fosfolipidler çoğunlukla, tüm canlı organizmalarda hem hücreleri hem de iç organellerini çevreleyen biyolojik zarları oluşturan lipit çift katmanlarının yapısal bir parçası olarak bulunur.

Bu lipidler, tüm ökaryotik organizmalarda ve hatta benzer işlevleri yerine getirdikleri birçok prokaryotta yaygındır.

Başlıca fosfolipit örnekleri

Tekrar tekrar yorumlandığı gibi, gliserofosfolipidler, herhangi bir canlı organizmanın hücrelerinde bulunan en önemli ve en bol fosfolipidlerdir. Bunlardan fosfatidilkolin, ökaryotik membranlardaki fosfolipitlerin% 50'den fazlasını temsil eder. Neredeyse silindirik bir şekle sahiptir, bu nedenle düz lipit katmanları halinde organize edilebilir.

Öte yandan fosfatidiletanolamin de son derece bol miktarda bulunur, ancak yapısı "koniktir", bu nedenle çift katmanlar olarak kendiliğinden birleşmez ve normalde membranda eğriliklerin olduğu yerlerle ilişkilendirilir.

Referanslar

1. Garrett, R. ve Grisham, C. (2010). Biyokimya (4. baskı). Boston, ABD: Brooks / Cole. CENGAGE Öğrenme.
2. Koolman, J. ve Roehm, K. (2005). Biyokimyanın Renk Atlası (2. baskı). New York, ABD: Thieme.
3. Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C. ve Huang, Z. (2014). Fosfolipidler ve ilaç dağıtım sistemlerindeki temel uygulamaları üzerine bir inceleme. Asya Farmasötik Bilimler Dergisi, 1–18.
4. Luckey, M. (2008). Membran yapısal biyolojisi: biyokimyasal ve biyofiziksel temellerle. Cambridge University Press.
5. Mathews, C., van Holde, K. ve Ahern, K. (2000). Biyokimya (3. baskı). San Francisco, Kaliforniya: Pearson.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, DL ve Cox, MM (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega Editions (5. baskı).
8. van Meer, G., Voelker, DR ve Feigenson, GW (2008). Membran lipidleri: nerede oldukları ve nasıl davrandıkları. Nature Reviews, 9, 112-124.