Caratteristiche dei fosfolipidi, struttura, funzioni, tipi

Il termine fosfolipide È usato per riferirsi a biomolecole di natura lipidica che hanno nelle loro strutture, in particolare nelle loro teste polari, un gruppo di fosfato e che come scheletro principale possono avere una molecola di glicerolo a 3 fosfato o sfincia.

Molti autori, tuttavia, quando menzionano i fosfolipidi, di solito si riferiscono a glyceofosfolipidi o fosfogliceridi, che sono lipidi derivati ​​da glicerolo 3-fosfato a cui sono esterificati, in carboni di posizioni 1 e 2, due catene grasse.

Schema della struttura di un fosfolipide (fonte: OpenStax [CC di 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

I fosfogliceridi rappresentano il gruppo lipidico di membrana più importante e si distinguono principalmente dall'identità dei gruppi sostituenti uniti al gruppo fosfato nella posizione C3 del glicerolo.

La fosfatidilcolina, la fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina e la fosfatidilinitolo sono i fosfolipidi più importanti, sia per la loro abbondanza che per l'importanza delle funzioni biologiche che esercitano.

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Caratteristiche

Come ogni altro lipidico, i fosfolipidi sono anche molecole anfipatiche, ovvero hanno un'estremità polare idrofila, spesso nota come "testa polare" e un'estremità apolare che si chiama "coda apolare", che ha caratteristiche idrofobiche.

A seconda della natura dei gruppi di testa o dei gruppi polari e delle catene alifatiche, ogni fosfolipide ha diverse caratteristiche chimiche, fisiche e funzionali. I sostituenti polari possono essere anionici (con un carico netto negativo), zwitterionic o cationico (con carico netto positivo).

I fosfolipidi sono distribuiti "asimmetricamente" nelle membrane cellulari, poiché questi possono essere più o meno arricchiti di un tipo o di un altro, il che è vero anche per ogni esterno monolay o interno cellulare.

La distribuzione di queste molecole complesse dipende, in generale, dagli enzimi responsabili della loro sintesi, che sono modulati, allo stesso tempo, dalle esigenze intrinseche di ciascuna cellula.

Struttura

La maggior parte dei fosfolipidi, come menzionato sopra, sono lipidi assemblati su uno scheletro di glicerolo a 3 fosfato; Ed è per questo che sono anche conosciuti come glyceoposfolipidi o fosfogliceridi.

La sua testa polare è composta dal gruppo fosfato attaccato in carbonio nella posizione C3 del glicerolo a cui i gruppi sostituenti o i "gruppi di testa" sono uniti per mezzo di un legame con fosfodi. Sono questi gruppi che danno identità a ciascun fosfolipide.

La regione apolare è rappresentata nelle code apolari, che sono composte dalle catene di acidi grassi legati ai carboni delle posizioni C1 e C2 della molecola di glicerolo 3-fosfato mediante estere o collegamenti etere (etere-fosfolipidi).

Schema di un fosfolipide in una membrana (Fonte: TVANB via Wikimedia Commons)

Altri fosfolipidi hanno uno scheletro di base per una molecola fosfato di diidrossicetone a cui anche gli acidi grassi sono uniti attraverso legami etere.

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In molti fosfolipidi di importanza biologica, l'acido grasso in posizione C1 è un acido grasso saturo tra 16 e 18 atomi di carbonio, mentre quello della posizione C2 è spesso insaturo e più lungo (tra 18 e 20 atomi di carbonio).

Normalmente, nei fosfolipidi, non si trovano acidi grassi con catene ramificate.

Il fosfolipide più semplice è l'acido fosfatidico, che è costituito da un 3-fosfato collegato a due catene di acidi grassi (1,2-diacil glicerolo 3-fosfato) 3-fosfato). Questo è l'intermediario chiave per la formazione di altri glicerofosfolipidi.

Funzioni

Strutturale

I fosfolipidi, insieme al colesterolo e agli sfingolipidi, sono i principali elementi strutturali per la formazione di membrane biologiche.

Le membrane biologiche rendono possibile l'esistenza di cellule che compongono tutti gli organismi viventi, nonché quella degli organelli all'interno di queste cellule (compartimentazione cellulare).

I fosfolipidi sono una parte essenziale del bilay lipidico

Le proprietà fisico -chimiche dei fosfolipidi determinano le caratteristiche elastiche, la fluidità e la capacità di associazione con proteine ​​complete e periferiche delle membrane cellulari.

In questo senso, le proteine ​​associate alle membrane interagiscono principalmente con i gruppi polari di fosfolipidi e sono questi gruppi, a loro volta, che danno caratteristiche speciali della superficie ai bicapas lipidici che fanno parte.

Alcuni fosfolipidi contribuiscono anche alla stabilizzazione di molte proteine ​​del trasporto e altri aiutano ad aumentare o migliorare la loro attività.

Comunicazione cellulare

In termini di comunicazione cellulare, ci sono alcuni fosfolipidi che svolgono funzioni specifiche. Ad esempio, i fosfarositoli sono fonti importanti di secondi messaggeri che partecipano ai processi di segnalazione cellulare nelle membrane in cui si trovano.

La fosfatidilserina, un importante fosfolipide associato essenzialmente al monostrato interno della membrana plasmatica, è stato descritto come una molecola "indicatore" o "marcatore" nelle cellule apoptotiche, in quanto è traslocato nel monostrato esterno durante i processi di morte programmati.

Energia e metabolismo

Come il resto dei lipidi di membrana, i fosfolipidi sono un'importante fonte di energia calorica, nonché precursori della biogenesi membranale.

Catene alifatiche (acidi grassi) che compongono le loro code apolari vengono utilizzate attraverso percorsi metabolici complessi attraverso le quali vengono estratte grandi quantità di energia sotto forma di ATP, energia necessaria per eseguire la maggior parte dei processi cellulari vitali.

Altre funzioni

Alcuni fosfolipidi svolgono altre funzioni come parte di materiali speciali in alcuni tessuti. La dipalmityl-fosfatidilcolina, ad esempio, è uno dei componenti principali del tensioattivo polmonare, che è una complessa miscela di proteine ​​e lipidi la cui funzione è quella di ridurre la tensione superficiale nei polmoni.

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Acidi grassi uniti alla schela di glicerolo 3-fosfato per alcune cellule all'interno dello stesso organismo.

-Glicerofosfolipidi

I glicerofosfolipidi o i fosfogliceridi sono la classe più abbondante di lipidi in natura. Tanto che sono comunemente usati per descrivere tutti i fosfolipidi. Si trovano principalmente come elementi strutturali delle membrane cellulari, ma possono anche essere distribuiti in altre parti della cellula, sebbene in concentrazione molto più bassa.

Come menzionato in questo testo, la sua struttura è formata da una molecola 3-fosfato di glicerolo di 1,2-diacil a cui si unisce, per mezzo di un legame fosfodié, un'altra molecola di caratteristiche polari che dà un'identità specifica a ciascun gruppo glicerolipidico.

In generale, queste molecole sono alcoli come etanoolamina, collina, serina, glicerolo o inositolo, che formavano fosfatidiletalamine, fosfatidilcoline, fosfatidilserine, fosfatidilgliceroli e fosfatidilinositili.

Inoltre, potrebbero esserci differenze tra i fosfolipidi appartenenti allo stesso gruppo relativi alla lunghezza e al grado di saturazione delle catene alifatiche che compongono le code apolari delle stesse.

Classificazione

Secondo le caratteristiche dei gruppi polari, i glyceofosfati sono classificati come:

- Glyceopospolipidi caricati negativamente, come il fosfatidilinositolo 4.5-bifampazia.

- Glicerofosfolipidi neutri, come la fosfatidilserina.

- Glyceofosfalipidi caricati positivamente, come la fosfatidilcolina e la fosfatidiletalamina.

-Etere-fosfolipidi e plasmalogeni

Sebbene la funzione che esercitano non siano sicuramente conosciute, è noto che questo tipo di lipidi si trova nelle membrane cellulari di alcuni tessuti animali e in quelli di alcuni organismi unicellulari.

La sua struttura differisce dai fosfolipidi più comuni per il tipo di collegamento mediante glicerolo, catene di acidi grassi, poiché è un collegamento di tipo etere e non estere. Questi acidi grassi possono essere saturi o insaturi.

Nel caso dei plasmalogeni, le catene di acidi grassi sono collegate a un fosfato scheletro di diidrossicetone mediante un doppio legame con i carboni C1 o C2.

I plasmalogeni sono particolarmente abbondanti nelle cellule dei tessuti cardiaci della maggior parte dei vertebrati; e molti invertebrati, batteri alofiti e alcuni protisti ciliati hanno membrane arricchite con questo tipo di fosfolipidi.

Tra le poche funzioni conosciute di questi lipidi c'è l'esempio del fattore di attivazione piastrinica nei vertebrati, che è un fosfolipide alky.

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-Sfingomielinas

Sebbene possano essere classificati insieme agli sfingolipidi, poiché nel loro scheletro principale contengono una molecola di sfinxina anziché un glicerolo a 3 fosfato, questi lipidi rappresentano la seconda classe più abbondante di fosfolipidi di membrana.

Al gruppo amminico della sfinxina, per mezzo di un legame Amida, una catena di acidi grassi, che forma una ceramide. Il gruppo idrossile primario della sfinxina viene esterificato con la fosforilcolina, che si traduce in una sfingomyeline.

Questi fosfolipidi, come suggerisce il nome, arricchiscono le guaine di mielina che circondano le cellule nervose, che hanno una grande importanza nella trasmissione degli impulsi nervosi.

Dove sono loro?

Come indicato dalle loro funzioni, i fosfolipidi si trovano per lo più come parte strutturale del bilay lipidico.

Questi lipidi sono comuni in tutti gli organismi eucariotici e persino in molti procarioti, dove esercitano funzioni simili.

Esempio di fosfolipidi principali

Come menzionato ripetutamente, i glyceofosfalipidi sono i fosfolipidi più importanti e abbondanti nelle cellule di qualsiasi organismo vivente. Di questi, la fosfatidilcolina rappresenta oltre il 50% dei fosfolipidi nelle membrane eucariotiche. Ha una forma quasi cilindrica, quindi può essere organizzato in bicapas lipidici piatti.

La fosfatidiletanolamina, d'altra parte, è anche estremamente abbondante, ma la sua struttura è "conica", quindi non si autoassembla come bicapas ed è solitamente associata ai siti in cui vi sono curvature nella membrana.

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