CE LIPIDE DO
Source: http://lipidlibrary.aocs.org/lipids/whatdo/index.htm
Funcţiile lor biologice
Timp de mulţi ani, lipide au fost considerate a fi materiale greu de rezolvat şi neinteresant uleios, cu două funcţii principale - pentru a servi ca sursă de energie şi ca blocurile de membrane. Ei nu au fost cu siguranţă considerat a fi candidati adecvate pentru astfel de sarcini importante de semnalizare intracelulara ca moleculară sau regulament locale hormonale. În 1929, George şi Mildred Burr a demonstrat că acidul linoleic a fost un element constitutiv esenţial dietetic, dar a fost mulţi ani înainte de importanţa acestei constatări a fost recunoscut de către biochimişti, în general. Cu descoperirea de către Bergstrm, Samuelsson şi alţii în 1964 că arachidonate de acizi graşi esenţiali a fost precursor biosintetic de prostaglandine, cu efectele lor asupra inflamatiei si alte state boală, lumea ştiinţifică, în general, au început să realizeze că lipidelor au fost mult mai interesant decât au crezut anterior.
Un moment important a fost realizat in 1979 cu descoperirea de fosfolipide primul biologic activ, trombocite-factorul de activare. La aproximativ în acelaşi timp, a aparut o conştientizare a funcţiilor distinctiv al fosfatidilinozitol şi a metaboliţilor săi. De atunci, aproape fiecare clasă de lipide individ a fost gasit pentru a avea un rol unic biologic care este diferită de funcţia sa ca sursă de energie sau ca o unitate de construcţie simplă de o membrană. Într-adevăr, este acum recunoscut faptul că, în membranele lipide funcţie, de asemenea, în traficul de componente celulare, de reglementare a activităţilor de proteine membrana si de semnalizare.
Toate organismele multi-celulare, utilizează mesageri chimici pentru a trimite informaţii între organite şi la alte celule şi molecule ca relativ mici hidrofob, lipidele sunt candidaţi excelenţi pentru scopuri de semnalizare. Constitutive de acizi graşi au bine-definit caracteristicile structurale, cum ar fi cis -dublu obligaţiuni, în anumite poziţii, care poate transporta informaţii prin legarea de selectiv de receptori specifici. În forma interesterificate, acestea pot infiltra sau membrane fi translocat peste ele pentru a efectua semnale de la alte celule. În timpul transportului, ele sunt de obicei legate de proteinele atât de concentraţiile lor solutie eficienta sunt foarte reduse, şi ele sunt pot fi considerate a fi inactiv până când ajung la locul de acţiune şi se confruntă cu receptor adecvat.
Lipide de stocare, cum ar fi triacylglycerols, în contextul lor celulare sunt inerte, şi într-adevăr esterificare cu acizi graşi poate fi o metoda de a-activarea hormonilor steroizi, de exemplu, până când ele sunt de fapt necesare. În contrast, fosfolipide polari au site-uri atât hidrofobe si hidrofile, care poate lega prin intermediul unor mecanisme diferite de proteinele membranei şi influenţa activităţilor lor. Glycosphingolipids transporta compusi complex de carbohidrati, care au jucat un rol în sistemul imunitar, de exemplu. Lipidele au fost implicate într-un număr de state bolilor umane, inclusiv a cancerului si a bolilor cardiovasculare, uneori într-un dăunător şi, uneori, într-un mod benefic. Pe scurt, fiecare om de ştiinţă ar trebui să fie conştienţi de faptul că acum lipide sunt la fel de fascinantă ca toate celelalte grupuri de compuşi organici care alcătuiesc sistemele vii.
În acest document web, principalele functii biologice ale unor lipide cheie sunt rezumate pe scurt pentru a da o imagine de ansamblu, dar mult mai multe informaţii sunt disponibile aici, pe acele pagini care se ocupă cu clase de lipide specifice.
Acizi grasi
Acizii graşi sunt una dintre componentele definitorii ale lipidelor şi sunt în mare parte responsabil pentru proprietatile distinctive fizice şi metabolice ale acestuia din urmă. Cu toate acestea, ele sunt de asemenea importante în non-esterificate formă, şi anume ca liber (unesterified) acizi graşi. Acestea sunt eliberate de la triacylglycerols în timpul postului pentru a oferi o sursă de energie şi a componentelor structurale pentru celule (vezi mai jos), în cazul în care acestea sunt, desigur, de o importanţă vitală. Cu toate acestea, a devenit evident faptul că există un număr de funcţii mai dinamice ale acizilor graşi, care atrag un mare interes. Ea a fost mult timp cunoscut faptul ca acizii linoleic si linolenic sunt acizi grasi esentiali, în măsura în care nu pot fi sintetizate de animale şi trebuie să provină din instalaţii prin dieta. Acestea sunt precursori de arahidonic, acizi eicosapentaenoic si docosahexaenoic, care sunt componente vitale ale tuturor lipidelor membranare. Cu toate acestea, nu putem pretinde nici acum să înţeleagă pe deplin motivele pentru care cerinţele unice pentru aceste acizi graşi.
Dietă, acizi graşi de scurt şi mediu lanţ de lungime nu sunt, de obicei, esterificate, dar sunt oxidate rapid în ţesuturi ca o sursă de "combustibil" pentru a sprijini toate evenimentele necesare pentru a menţine funcţionarea organismelor. Mai acizi graşi cu lanţ sunt, de obicei, primul care a esterificat triacylglycerols sau lipidelor structurale în ţesuturile. Deşi toate lipidele sunt într-o stare de flux dinamic, lipidelor membranare sunt conservate în conţinut şi de compoziţie, în esenţă, cu excepţia cazului în condiţii de stres extrem. Triacylglycerols sunt sub forma de primar de stocare cu lanţ lung acizi graşi pentru energie şi scopuri structurale, acizi liberi şi pot fi mobilizate rapid atunci când este necesar pentru transportul într-o formă corespunzătoare la inima, ficat si alte tesuturi în cazul în care acestea pot fi oxidat.
Acizi graşi polinesaturaţi sunt importante sub formă de constituenţi de fosfolipide, în cazul în care ele par a le conferi proprietăţi distinctive pentru a membranelor, în special prin scăderea rigidităţii lor. Prezenţa de acizi grasi saturati si monoenoic se asigure că există un echilibru corect între rigiditate şi flexibilitate. Într-adevăr, saturate şi 2-hidroxi acizi graşi în sphingolipids par să ofere rigiditate suplimentare şi hidrogen-lipirea stabilitatea la sub-domenii de membrane numite " plute ".
Acizi graşi esenţiali, acizi linoleic si linolenic şi lor mai lanţului de metaboliţi polinesaturaţi, cum ar fi acid arahidonic, pot fi găsite în clasele cele mai multe lipide, dar ele sunt, de asemenea, precursorii de multe tipuri diferite de
eicosanoids, inclusiv
hydroxyeicosatetraenes,
prostanoids (prostaglandine, tromboxani şi prostacicline),
leucotriene (şi lipoxins) şi
resolvins, să nu uităm
isoprostanes, care sunt formate prin mijloace non-enzimatice. Este cu siguranţă nici o coincidenţă faptul că hormonii de plante, cum ar fi
jasmonates, sunt, de asemenea, derivate din acizii graşi esenţiali şi au similitudini structurale. În timp ce, acestea sunt de obicei tratate separat în manuale biochimice, nu trebuie uitat faptul că aceşti compuşi sunt în acizi graşi fapt. Unele dintre ele sunt uneori găsite esterificat pentru a fosfolipidelor (şi glycosyldiacylglycerols din plante), deşi lor scurt de înjumătăţire poate împiedica stocarea pe termen lung în această formă. De exemplu, isoprostanes sunt toate formate in situ ale lipidelor în termen de membrane. Eicosanoids sunt foarte puternici la concentraţii nanomolar în reglementarea activităţilor de nenumărate biologice, în special în ceea ce priveşte răspunsurile inflamatorii, durere şi febră.
Acizii graşi sunt, de asemenea, precursorii biosintetice a feromoni de insecte multe şi de metaboliţi secundari din plante.
Acizi graşi Unesterified pot acţiona ca mesageri două necesare pentru traducerea semnalelor externe celulare, astfel cum acestea sunt produse rapid, ca o consecinta a obligatorii de agonişti specifice de receptori membranei plasmatice. În interiorul celulelor, acizi graşi poate acţiona pentru a amplifica sau a modifica semnale de a influenţa activităţile de enzime, cum ar fi proteinkinaze, phospholipases, şi multe altele. Ele sunt implicate in reglarea expresiei genice, vizează, în principal gene care codifica proteine cu roluri in acizi grasi de transport sau metabolism prin intermediul efectelor asupra factorilor de transcriptie, adică de proliferare a peroxizomilor activat receptori (PPARs) în nuclee de celule. Astfel de efecte pot fi foarte specifice la acizi graşi special. Astfel, unesterified acid arahidonic poate avea o anumită importanţă biologică în sine, ca parte a mecanismului prin care apoptoza (moartea celulara programata) este reglementată.
Tri-, di-şi Monoacylglycerols
Practic toate grasimile naturale si uleiuri Comertului constau de triacylglycerols, dar aici ne preocupă cu funcţiile lor biologice. După cum sa discutat pe scurt mai sus triacylglycerols sunt lipide de stocare în celulele animale şi vegetale, în cazul în care acestea apar sub forma unor picaturi discrete înconjurat de un monostrat de protecţie de fosfolipide şi proteine funcţionale hidrofobe. Acizii graşi sunt eliberate atunci când se solicită de către reacţii de hidroliză catalizată de lipaze sub influenta hormonilor, deşi o mare parte este, de obicei re-esterificate la punct de vedere biochimic triacylglycerols inerte pentru transport extracelular. O formă de specialitate de tesut adipos, grasime maro, este foarte vascularizat si bogata in mitocondrii, care oxidează grăsime atât de rapid încât Caldura este generata. Acest lucru pare a fi deosebit de important la animalele tinere şi în cele de recuperare de la hibernare. Triacylglycerols sunt componenta principala lipidelor în singurul material proiectat de natura în întregime ca un produs alimentar, lapte de exemplu, deşi triacylglycerols în sectorul seminţelor ar putea fi, probabil, considerate în mod similar ca "hrană" pentru a embrionului plantelor în curs de dezvoltare până când acesta este capabil de fotosinteză.
Cu toate acestea, depozitele triacylglycerol au alte funcţii. Depozitele Subcutanată servi ca izolaţie împotriva frigului in multe animale terestre, astfel cum este evident în porc, care este înconjurat de un strat de grăsime, şi este valabil în special pentru mamiferele marine. În acest din urmă şi în peşte, depozite de lipide sunt mai puţin dense decât apa şi aşa mai departe flotabilitate ajutor cu rezultatul că mai puţină energie este consumat în înot. Mai surprinzător, poate, triacylglycerols împreună cu diesterilor înrudite structural eter gliceril şi esteri de ceară sunt componentele principale ale cristalinului sonar utilizate în echolocation de delfini şi balene unii.
sn -1,2-Diacylglycerols sunt formate ca intermediari în biosinteza de triacyl- sn -glycerols şi prin acţiunea unui kinazei diacylglycerol de fosfolipide. În plus, acestea functioneaza ca mesageri al doilea în multe procese celulare, modularea mecanismele vitale biochimice prin activarea membri ai familiei de proteine kinaza C de enzime. Acestea sunt formate, împreună cu fosfaţi importante inositol prin acţiunea enzimei fosfolipazei C pe fosfatidilinozitol şi polyphosphoinositides principal. Influenţa lor se crede să se extindă la fiziopatologia de cancer şi a altor state boală.
2-Monoacylglycerols sunt produse atunci când triacylglycerols sunt digerate in intestine de animale, dar sunt re-esterificate înainte de a fi transportată în altă parte în organism. În general, monoacylglycerols sunt componente minore ale ţesuturilor, care nu sunt niciodată permis să se acumuleze din cauza lor puternice proprietati detergent ar avea un efect perturbator asupra membranelor.
2-Arachidonoylglycerol, un produs mai mult de catabolism fosfatidilinozitol, este important în ţesuturile animale ca un ligand endogen pentru receptorii pentru canabinoide şi ca un mediator al raspunsului inflamator.
Ceară
Ceară forma un strat subţire peste toate tesuturile verzi de plante care este atât un produs chimic şi o barieră fizică. Acest strat serveşte mai multe scopuri, de exemplu, pentru a limita difuzarea de apă şi a substanţelor dizolvate, in timp ce permite o eliberare controlata de volatile care ar putea descuraja paraziţi sau insecte polenizatoare atrage. Acesta oferă protecţie faţă de boala şi insecte, şi ajută plantele rezista secetă. Ceară au, de asemenea, o hidroizolare şi rolul de protecţie pentru insecte.
Ceara poate avea o funcţie de stocare, la fel ca în organisme marine şi, de exemplu, în seminţele de plante de jojoba. Albinele folosi ceara pentru a produce structuri rigide de faguri. Glandele uropygial de păsări ceară secreta, pe care le utilizează pentru a furniza apa-proofing pentru pene.
Unele Alte Lipide simplă
Înainte ca un acid gras poate fi metabolizat în ţesuturi, acesta trebuie să fie de obicei activat de conversie într-o coenzima A ester sau acil-CoA, cu un grup de acizi graşi legate de fracţiunea terminalul tiol. Ester tiolic este o legătură extrem de energic, care permite un transfer facil al grupului acil la moleculele-receptori. acil-carnitines asista transportul si metabolismul acizilor graşi şi de ieşire din mitocondrii, în cazul în care acestea sunt oxidate pentru producerea de energie. În acest sens, carnitina menţine un echilibru între A şi gratuit esterificaţi coenzima in celule.
Lanţ lung
N -acylethanolamines sunt constituenţi omniprezente urme de animale şi de celule umane cu proprietăţi farmacologice importante. Natura de acizi graşi controleaza functiile biologice. Anandamide sau N -arachidonoylethanolamine a atras un interes deosebit, din cauza activităţilor sale marcate biologice, exercitand efectele sale, prin legarea de şi activarea receptorilor canabinoizi specifice. Ca şi 2-arachidonoylglycerol, discutat mai sus, este un canabinoizi endogen sau "endocannabinoid". În contrast, oleoylethanolamide este un regulator endogen de ingestia de alimente cu potential ca un medicament anti-obezitate, în timp ce palmitoylethanolamide este un agent anti-inflamator, şi stearoylethanolamide este un agent pro-apoptotice.
În mod similar, modificarea naturii fracţiunea amidice modificări, de asemenea, funcţia. Astfel, simpla oleamide molecula sau cis -9,10-octadecenamide, izolat din lichidul cefalorahidian de somn-defavorizate pisici, a fost identificat ca molecula de semnalizare responsabile pentru cauzarea somn. Multe simplu acizi graşi derivaţi de aminoacizi sunt acum cunoscute şi funcţiile lor biologice sunt incet a fi dezvăluit.
Steroli
Colesterolul este o componentă omniprezentă de toate ţesuturile animale, în cazul în care o mare parte din aceasta se află în membranele. Ea apare în formă liberă şi esterificat şi lung acizi graşi cu lanţ (esteri colesterol) în ţesuturile animale, inclusiv lipoproteine cu plasmă. Este, în general, crede că principala funcţie de colesterol este de a modula fluiditatea membranelor prin interactiunea cu componentele lor de lipide complexe, în special fosfolipide, cum ar fi fosfatidilcolină şi sphingomyelin, creşterea gradului de ordine, prin promovarea unui "lichid-a ordonat fază". Există, de asemenea, dovezi considerabile pentru mai intime proteina-colesterol interacţiuni care pot reglementa activităţile de proteine membrana anumitor. Desigur, este precursor al acizilor biliari, vitamina D şi hormoni nesteroidiene..
La plante, colesterol tinde să fie o componentă minoră numai dintr-un complex de fitosterol fracţiune care include campesterol, β-sitosterol, stigmasterol, Δ5-avenasterol şi brassicasterols, în timp ce drojdii şi ciuperci tind să conţină ergosterol ca parte componenta lor steroli principale. Steroli de plante sunt, de asemenea, posibilitatea de a reglementa fluiditatea membranei şi permeabilitate, iar ei moduleaza activitatea de membrana-legat enzime. Unele specii de bacterii produc lipide structural şi funcţional conexe, hopanoids.
Lipide complexe în Membrane
Membranelor celulare sunt semi-permeabile bariere care încadrează şi să definească în celulă şi organite sale. Ei controlează transportul de materiale, inclusiv molecule de semnalizare, precum şi într-adevăr, multe reacţii au loc în termen de membrane, inclusiv producţia de energie şi de biosinteza a componentelor celulare. În plus, ele pot deforma pentru a permite fisiune în devenire, şi fuziune. Este evident că compoziţiile specifice lipidic al membranelor au evoluat pentru a oferi un obstacol în calea difuzării substanţelor dizolvate ionice si alte molecule în compartimente celulare în cazul în care acestea nu pot fi necesare. În acelaşi timp, mediul de membrana oferă o platformă stabilă moleculara pentru evenimente metabolice esenţiale şi pentru activitatea intensă de semnalizare. Membranelor celulare sunt primul site pentru primirea de semnale extracelulare, ele recruta şi de a activa molecule efectoare, şi sunt rampa de lansare pentru molecule efectoare activat în întreaga celulă.
Trăsătura caracteristică a lipidelor membranare, care sunt esenţiale pentru toate aceste funcţii, este faptul că ele conţin elemente atât hidrofobe si hidrofile, adică sunt amfifilice. Ca atare, ei sunt agenţi tensioactivi slabe şi au tendinţa de a forma agregate în bistratificat sau hexagonale-II regimului în mass-media apoase în intervalele de temperatură normală, în care predomină celulele vii. Cu toate acestea, în membrane naturale, există un amestec de tipuri de lipide, ceea ce determina ca structurile bistratificat predomină.
Glycerophospholipids, cum ar fi fosfatidilcolină, phosphatidylethanolamine şi aşa mai departe, împreună cu sphingolipids, cum ar fi sphingomyelin şi glycosphingolipids, şi a colesterolului sunt elemente structurale esenţiale ale tuturor membranelor biologice. În modelul convenţional, care este ilustrat aici în două dimensiuni, lipide polare a forma o bistratificat cu grupurile polare capul orientat spre faza apoasă, în timp ce compusi hidrofob acil graşi sunt aranjate pe plan intern.
Proteinele, cum ar fi enzimele, sisteme de transport sau de receptori de semnalizare, se poate întinde pe bistratificat-şi ia o proporţie considerabilă a suprafeţei membranei. Ele interacţionează, prin intermediul lor de bază, reziduurile de aminoacizi cu grupurile ionice de lipide polare prin interacţiuni electrostatice, generând o taxa de net, care este, în principal negativ sau zwitterionic. În acest proces, proprietăţile lor biologice pot fi modificate.
Aceste structuri membrana nu sunt statice, şi libera circulaţie este posibil în fiecare prospect (difuzie laterală) şi între pliante (difuzarea pe verticală sau flip-flop). În plus, moleculele de lipide se poate roti în jurul axei lor principală (difuzarea de rotaţie). Difuziunile laterale şi de rotaţie sunt responsabile pentru caracteristicile de lichid de membrane, cu constrângerea că lanţurile hidrofob rămân paralele între ele şi perpendicular pe suprafaţa bistratificat.
De distribuţie a lipidelor în fiecare din cele pliante membrana este asimetric cu fosfatidilcolina şi sphingolipids situat în prospect exterioară a membranei plasmatice, de exemplu, în timp ce phosphatidylethanolamine şi fosfolipide anionici, cum ar fi fosfatidilinozitol (şi polyphosphoinositides) şi phosphatidylserine apar în primul rând în prospect interior. Colesterolul are loc în proporţii aproximativ egale în ambele feţe, în cazul în care modulează fluiditatea membranelor prin interacţiunea cu fosfolipide. O translocaţie maşini de membrana, care consumă cantităţi mari de energie, este necesară pentru a menţine această asimetrie.
Fiecare cu glycerophospholipid grupului său distinctiv cap polari şi a compoziţiei de acizi graşi caracteristică modifică proprietăţile de o membrana într-un mod unic şi contribuie la proprietăţile sale globale. Fosfatidilcolină este adesea cel mai abundent lipidelor in membranele, şi are o formă cilindrică, care nu induce curbură. Pe de altă parte, creşterea concentraţiei de lipide în formă de con-pe de o parte şi conuri inversat pe partea cealaltă a unei membrane va aduce cu privire la curbura, care pot fi solicitate pentru transportul membrană şi a proceselor de fuziune.
Echilibru între acizi grasi saturati, monoenoic şi graşi polinesaturaţi este important în menţinerea gradului optim de fluiditate a dat-o membrană. De acid docosahexaenoic, de exemplu, adoptă o conformaţie mai flexibilă şi mai compact decât lanţurile de mai saturate, cu o lungime medie, doar 60% din care pentru lanţuri oleic, şi aceasta la rândul său, creşte tulburare conformationale de lanţuri saturate în lanţ mixt-fosfolipide. In membranele bacteriene, acizi lanţ ramificat şi ciclopropan graşi modifica fluiditatea într-o manieră similară. Atunci când face eter şi plasmalogen de lipide sunt, de asemenea, luate în considerare, membrane poate conţine o mie de specii distincte moleculare de fosfolipide. Acesta este, evident, imposibil de cuantificat importanţa relativă a fiecăreia dintre acestea pentru a proprietăţilor fizice şi biologice ale membranelor, şi a unor evaluări generale numai sunt posibile.
În timp ce necesitatea de a forma bilayers stabil este o condiţie prealabilă primar pentru toate membranele, există, de asemenea, o cerinţă pentru o capacitatea potenţială a lipidelor pentru a forma non-bistratificat structuri pentru unele procese de membrana celulelor asociate. De exemplu, de scurtă durată, non-bistratificat structuri cu componente lipidice specifice sunt, probabil, formează în procesele de fuziune şi de fisiune de bilayers lipidelor, precum si pentru diviziunea celulara, in timp ce activităţile anumitor membrana-proteine asociate pot fi modulate de lipide care nu fac straturi lamelare.
Complexitatea suplimentare este impusă de către asociaţiile specifice de fosfolipide cu proteine membrana. Speciile definite de lipide sunt necesare pentru stabilizarea structurilor de proteine, pentru a controla introducerea pliante si de proteine si membrane, şi chiar şi pentru asamblarea sau polimerizarea enzime complexe, cu efecte directe asupra funcţiilor lor. În plus, multe proteine sunt îndreptate pentru membranele de legături covalente în lipide, cum ar fi ancore glicozil fosfolipazei, sau prin modificarea cu myristoyl, palmitoil, prenyl sau fracţiunilor de sterol (vezi mai jos). Sphingolipids, împreună cu colesterol se aranja în diferite sub-domenii sau " plute "(a se vedea mai jos) cu membrană anumite enzime, şi acţionează la aceste compartimenteaza si functiile lor diferite biochimice de curs.
Glycerophospholipids
Fosfolipidele joacă mai multe roluri în alte celule decât prin crearea de bariere permeabilitate. De exemplu, ele oferă o matrice pentru asamblarea şi funcţia de o mare varietate de enzime, aceştia participă la sinteza de macromolecule, şi acţionează ca semnalele moleculare pentru a influenţa evenimentele metabolice. Lipidelor anionice ca fosfatidilinozitol şi derivaţii săi fosforilate, care sunt concentrate pe prospect citoplasmatic de membrane, exercita un control cu privire la proprietăţile de interfaţă membrană-citosol şi în consecinţă, asupra multor aspecte ale traficului de membrană, inclusiv de transport formarea vacuole şi de fuziune. Lipide specifice de acest tip sunt asociate cu organite special, în cazul în care, în combinaţie cu alte molecule de semnalizare pot recruta proteinele efectoare, cu funcţii adecvate pentru fiecare compartiment celulare.
Fosfatidilcolină este un zwitterionic lipide şi fosfolipide, de obicei, cel mai abundent în membrane de animale şi plante, care constituie o mare parte din prospect exterior al membranei plasmatice. Este, de asemenea, o componentă integrantă din lipoproteine în plasmă. Cu toate acestea, el poate servi ca o sursă de diacylglycerols cu o funcţie de semnalizare, în timp ce forma plasmalogen pot prevedea în special pentru producţia de arachidonate eicosanoid. În plus, fosfatidilcolina este precursorul biosintetice a sphingomyelin (a se vedea mai jos) şi multe alte molecule de semnalizare şi are, astfel, o influenţă asupra căilor metabolice nenumărate.
Trombocite-factorul de activare sau 1-alchil-2-acetil- sn -glicero-3-phosphocholine, un lipide strâns legate, a fost primul fosfolipide biologic active care urmează să fie descoperite. Printre nenumăratele activităţi care au fost documentate, aceasta efectele agregare de trombocite, la concentraţii cât mai scăzute de 10 -11 M, este un mediator al inflamaţiei şi este implicat în mecanismul de răspunsul imun.
Phosphatidylethanolamine este, de asemenea, o componentă majoră a membranelor, în special în bacterii, cu proprietăţi fizice distincte, din cauza Grupului ITS cap mic şi capacitate de lipire pe bază de hidrogen. În bacteria E. coli, se sprijină de transport activ de către permease lactoză, şi alte sisteme de transport poate solicita sau poate fi stimulat de acesta. În animale şi plante, actioneaza ca un "insotitor", în timpul adunării de proteine membrana pentru a ghida calea de pliante pentru proteine si pentru a ajuta la tranziţia de la citoplasmatic pentru mediu membrana.
Fosfatidilinozitol este un fosfolipide acide sau anionici, o mare parte din care, în membrane de animale este format din 1-stearoil,2-arachidonoyl speciilor moleculare, care este de o importanţă considerabilă biologice. Acesta este donatorul principal al 1,2-diacylglycerols cu funcţiile lor specifice de semnalizare (a se vedea mai sus), şi de fosfaţi inositol cu multe activitati biologice diferite. În plus, aceasta este principala sursă de acid arahidonic pentru producţia de eicosanoids şi de canabinoide endogene. În toate eucariote, fosfatidilinozitol serveşte ca o ancoră care face legătura o varietate de proteine pentru a prospectului externe ale membranei plasmatice prin poduri complexe glicozil, adică glicozil-fosfatidilinozitol (GPI)-ancorat proteine.
O lipide în continuare acide, phosphatidylserine, contribuie substanţial la non-specifice interacţiunilor electrostatice în prospectul interioară a membranelor. Această distribuţie normală este perturbată în timpul activării plachetare şi în procesul de apoptoza celulara atunci când lipidelor este transferată de la interior la exterior prospect a membranei plasmatice si actioneaza ca un semnal de celule măturător de stradă. Phosphatidylserine chelaţi cu calciu pentru a acţiona ca fundament pentru creşterea oaselor. De asemenea, este un cofactor esential pentru activarea multor enzime, inclusiv kinaza proteină C, care este o enzima cheie in transducţia de semnal.
Cardiolipinici
sau diphosphatidylglycerol este un fosfolipid unic acide cu patru grupuri de acil. În mitocondriile celulelor, Locul de amplasare său primar, multe funcţii biologice ale acestui lipidic au fost identificate, dar cele principale implică activarea enzimelor celor în cauză cu fosforilarea oxidativa. Într-adevăr, este integrat în structura lor cuaternar, în cazul în care este o componentă esenţială a interfeţei dintre enzimele şi mediul lor şi ar putea stabiliza site-uri active. În plantele superioare, cardiolipinici este o componenta integranta a complexelor photosystem al II-lea, care sunt, de asemenea, implicate în procesele oxidative, şi în cazul în care ar putea fi necesare pentru menţinerea proprietăţilor structurale şi funcţionale.
Acidului fosfatidic este, în general, o componentă de importanţă minoră de celule, dar este un intermediar cheie în biosinteza fosfolipidelor de toate celelalte. Este cunoscut de a avea funcţii de semnalizare in celule animale, prin legarea de proteine specifice, special, si poate fi chiar mai important în plante superioare în cazul în care se formează rapid în răspuns la subliniază, de toate tipurile.
Lysophospholipids, adică doar cu un mol de acid gras pe mol de lipide, au fost mult timp crezut a fi doar intermediari în biosinteza de fosfolipide, care au fost potenţial perturbatori pentru a celulelor în cazul în care este permis să se acumuleze, din cauza proprietăţilor lor detergent puternic. Cu toate acestea, acidul lysophosphatidic sa dovedit a avea efecte de semnalizare şi alte biologice care sunt dependente de mecanisme de receptori. Este produs de o mare varietate de tipuri de celule şi de cele mai multe celule de mamifere exprima receptori pentru ea. De exemplu, este implicat în activarea de proteinkinaze, adenyl ciclaza şi fosfolipazei C, în eliberarea de acid arahidonic, şi multe altele. Interesul a fost stimulată în special de către o constatare, care acidul lysophosphatidic este semnificativ crescute în plasma pacienţilor cu cancer ovarian, comparativ cu controale sanatosi, astfel încât acesta poate reprezenta un marker util pentru depistarea precoce a bolii.
Lysophospholipids Alte inclusiv analoagă sphingolipid, sphingosine-1-fosfat (a se vedea mai jos), prezinta o serie de activităţi legate de. acidului Lysobisphosphatidic are o stereochimie unic şi funcţiile biologice distinctiv.
Glycosyldiacylglycerols
Mono-şi digalactosyldiacylglycerols, şi sulfoquinovosyldiacylglycerol sunt componente importante ale membranelor de cloroplaste şi organite conexe, precum şi într-adevăr, acestea sunt lipide cel mai abundent în toate ţesuturile fotosintetice, inclusiv cele de plante superioare, alge si anumite bacterii. Acestea pot înlocui în parte pentru fosfolipide, în special atunci când este limitarea fosfor, deşi capacitatea distinctiv al monogalactosyldiacylglycerols pentru a forma micele inversat poate fi important pentru structura membranei şi de interacţiune cu proteine specifice. Membrana thylakoid în cazul în care are loc în instalaţii de fotosinteză are o distributie asimetrica a glicolipidelor, cu o mare parte din digalactosyldiacylglycerol pe prospect luminale, în cazul în care ar putea ajuta mişcarea de protoni de-a lungul suprafeţei membranei la ATPase. În timp ce multe funcţii diferite au fost atribuite aceste lipide, este clar că importanţa lor primar este în interacţiunile lor cu aparate de fotosinteza.
Glycosyldiacylglycerols au fost, de asemenea găsit în ţesuturile animale, deşi, de obicei, în cantităţi destul de mici, şi rolul lor în membranele mamifere este prost inteleasa. Cu toate acestea, seminolipid sau 1 - O -hexadecil-2- O -hexadecanoyl-3- O -β-D-(3'-sulfo)-galactopyranosyl- sn -glicerol, care a fost gasit pentru prima data în spermatozoizi şi testicule de mamifere, este cunoscut pentru a fi esenţial pentru spermatogeneza si pot avea un rol în myelination.
Sphingolipids
Sphingolipids se disting prin prezenţa unei baze cu catenă lungă sau sphingoid, cum ar fi sphingosine, la care un acid gras este legată de o legătură amidă, şi, de obicei cu grupul hidroxil primare ataşat la fosforil complexe sau fracţiunilor de carbohidrati. Acestea au o gamă imensă de funcţii în ţesuturi, care sunt destul de diferite de cele ale glycerolipids complexe. De exemplu, sphingomyelin are similitudini structurale pentru a phosphatidylcholine, dar are proprietăţi foarte diferite fizice şi biologice, în timp ce oligoglycosylceramides complexe şi gangliosides nu au nici o adevărată paralele între glycerolipids.
Baze gratuit ce sphingoid sunt găsite urme doar în ţesuturi, dar acestea sunt mediatori de o serie de evenimente celulare. De exemplu, ei inhiba enzima proteine kinaza C, iar acestea sunt inhibitori de crestere a celulelor, deşi ele stimulează proliferarea celulara si sinteza ADN-ului. Unele dintre caracteristicile structurale ale bazelor cu lanţ lung sunt introduse numai după ce sunt esterificate cu lanţ lung acizi graşi pentru a forma ceramide, care sunt, de asemenea, precursorii primar al sphingolipids complexe. În plus, ceramide au un rol important în de semnalizare celulară, şi în special în regulamentul de apoptoza, si diferentierea celulelor, de transformare şi proliferarea. În contrast, sphingosine-1-fosfat este un metabolit sphingosine deosebit de important şi promovează diviziunii celulare (mitoza), spre deosebire de apoptoza, astfel încât echilibrul dintre fosta şi ceramide, ceramide-1-fosfat şi nivelurile sphingosine în celule este critică.
De fapt, biosinteza şi catabolismul sphingolipids implică un număr mare de metaboliţi, dintre care multe au activităţi distincte biologice. La animale, relaţiile dintre aceşti metaboliţi au fost raţionalizată în ceea ce priveşte un " ciclu sphingomyelin ", în care fiecare dintre compuşi diferitelor are proprietati caracteristice metabolice. Căi similare au loc în plante, deşi sphingomyelin nu este implicat.
Sphingomyelin este de departe cel mai abundent sphingolipid în ţesuturile animale. În plus faţă de care serveşte ca o sursă de metaboliţi cheie celulare, sphingomyelin este un element important în construirea membranelor si ca sa fosfatidilcolina glycerolipid analoagă tinde să fie cel mai abundent în membranei plasmatice a celulelor şi, în special în prospect exterior. Sphingolipids, în general, conţine proporţii mai mari de acizi graşi saturaţi cu lanţ şi monoenoic graşi, adesea insotite de proporţii mari de 2-hidroxi, dar nu acizi graşi polinesaturaţi.
Sphingomyelin şi sphingolipids, împreună cu alte colesterol sunt situate într-o asociere intimă în anumite sub-domenii sau " plute "(sau structurilor numite" caveolae ") de membrane. Acestea sunt lateral regiuni separate care formeaza ca rezultat al afinităţi selective între sphingolipids şi proteine membrana. Ca sphingolipids care conţin lanţuri lungi saturate acil, ele ambalaj mai bine împreună, astfel oferindu-sphingolipids temperaturi mult mai mari decât glycerophospholipids de topire. Acest lanţ de ambalare strâmt acil este esenţială pentru organizarea lipidelor plută, deoarece diferenţial de ambalare facilitatea de sphingolipids şi colesterol, în comparaţie cu glycerophospholipids duce la separare a fazelor în membrană, care a dus la regiunile bogate în sphingolipid (faza "lichidă-a ordonat") înconjurat de glycerophospholipid bogate în domenii (faza "lichidă-dezordonata"). Fazele ordonate sunt relativ rezistente la atacul de detergenti, o proprietate pe care este folosit uneori pentru a le defini.
Un rezultat important al acestui proces este faptul că salvare contin o varietate de proteine diferite, inclusiv glicozil-fosfatidilinozitol (GPI)-ancorat proteine şi kinazici tirozin receptorilor. Acestea furnizează o mare parte din proprietăţile biologice importante de plute, şi sunt, de asemenea, esenţiale pentru menţinerea stabilităţii lor. Micro-domenii sau salvare care sunt îmbogăţite în sphingolipids (altele decât sphingomyelin), steroli şi proteine specifice, de asemenea, au fost detectate în membranei plasmatice a celulelor de plante.
Monoglycosylceramides sau cerebrosides sunt componente comune de membrane de animale şi plante. Galactosylceramide este glycosphingolipid principal in tesutul cerebral şi mielina, în timp ce glucosylceramide este un constituent major al lipidelor pielii, si este sursa de ceramide neobişnuite complexe care se găsesc în stratul cornos. De asemenea, este precursorul biosintetice a oligoglycosphingolipids. Cantităţi nocive de glucosylceramide se acumulează în ţesuturile pacienţilor cu boala Gaucher, o tulburare metabolică ereditară. La plante, glucosylceramides obtine raspunsuri specifice de apărare împotriva atacurilor fungice, şi ele par să asiste plantelor să reziste la solicitările aduse de frig şi de secetă.
Membrane de animale şi plante conţin o gamă largă de complexe oligoglycosylceramides (câteva sute de grupuri diferite de cap). Cele mai multe dintre acestea apar pe prospect externă a membranei plasmatice în plute, în cazul în care acestea sunt componente importante ale sistemului imunitar al organismului de apărare, atât ca immunogens celular si ca antigeni. De exemplu, anumite glicolipidelor sunt implicate în antigenităţii de factorii determinanţi grupa de sange, in timp ce altii se leaga de toxine specifice sau bacterii. Unele funcţionează ca receptori pentru recunoaşterea celulare, şi ele pot fi specifice pentru anumite tesuturi sau tumori.
Sulfati Glycosphingolipid sunt molecule extrem de polare acide care sunt importante in transportul de ioni de sodiu şi de potasiu şi osmoregulation în ţesuturile animale, acestea pot avea, de asemenea, un rol în protecţia mucoasei intestinale împotriva enzime digestive. Gangliosides sunt oligoglycosylceramides complexe care conţin reziduuri de acid sialic, astfel ele sunt, de asemenea, extrem de polari şi acide. Acestea sunt celule de tip antigeni specifici care controlează creşterea şi diferenţierea celulelor şi au un rol important în interacţiunile dintre celule, în special în sistemul imunitar de apărare. Acestea sunt deosebit de importante pentru myelination în creier şi alte ţesuturi nervoase. În plus, gangliosides acţiona în calitate de receptori de interferon, factorul de crestere epidermica, nervilor factor de crestere, insulina si multe alte metaboliţi, şi în acest fel, ele reglementează celule de semnalizare. Gangliosides Anumite obligati la toxine bacteriene specifice şi ei mediază interacţiunile dintre microbi şi celule gazda in timpul infectiilor.
Proteolipids şi Lipoproteine
Proteinele care conţin acizi graşi legat covalent sau fracţiunilor de alte lipide, cum ar fi isoprenoids, colesterol şi glycosylphosphatidylinositol, sunt răspândite în natură, cu multe functii importante. Termenul proteolipid este utilizat pentru a defini astfel de complexe, şi de a le diferenţia de lipoproteine plasmatice. Două tipuri principale de proteine cu o modificare de acizi graşi au fost descrise, şi anume cele cu doar myristoyl şi cele cu compusi predominant palmitoil, fiecare cu un tip distinct de legătură, ester amidă sau tiol, respectiv. Lipide prenylated conţine un grup de isoprenoid, farnesil sau geranylgeranyl, legate printr-un atom de sulf (bond eter tiol) la proteină. Aşa-numita "arici" proteine, care sunt importante în dezvoltarea celulară, sunt modificate covalent de atât de colesterol şi de N -palmitoil compusi.
Este acum clar că aceste modificări sunt importante în determinarea activităţilor de proteine şi în să le direcţionaţi spre domenii specifice membrana subcelulara, inclusiv plute în membranele plasmatice. Astfel, ambele proteine şi myristoylated palmitoylated sunt orientate spre salvare (cum sunt proteinele GPI-ancorate), dar nu sunt prenylated lipide. Este demn de remarcat faptul că mai multe proteine de semnalizare sunt modificate de lipide cu implicaţii pentru evenimentele relevante de la suprafata celulelor.
Lipoproteinele sunt agregate complexe de lipide si proteine (nu este legat covalent), care face lipide compatibilă cu mediul apos a fluidelor din organism şi pentru a permite transportul acestora pe tot corpul de toate vertebratele. În circulaţie, aceste agregate sunt într-o stare de flux constantă, schimbarea în compoziţia şi structura fizică în ţesuturile periferice dura până diversele componente înainte de resturile de a reveni la ficat. Constitutive de cele mai abundente sunt triacylglycerols lipide, colesterol liber, esteri de colesterol şi fosfolipide (fosfatidilcolina şi sphingomyelin mai ales), deşi vitaminelor liposolubile şi anti-oxidanţi sunt, de asemenea, transportate în acest mod. Free (unesterified) acizi graşi şi lysophosphatidylcholine sunt legate la albumina proteine de către forţele hidrofob în plasmă. În mod ideal, agregatele lipoproteinelor ar trebui să fie descrise în termeni de componente diferite de proteine sau apoproteins (sau "apolipoproteins"), astfel cum acestea determină structurile de ansamblu şi a metabolismului, precum şi interacţiunile cu moleculele de receptori în ficat şi ţesuturile periferice. Cu toate acestea, metodele practice de care au fost folosite pentru a separa diferite clase de lipoproteine au determinat nomenclatura. Astfel, principalele grupuri sunt clasificate ca chilomicronilor (CM), foarte-lipoproteinelor cu densitate mică (VLDL), lipoproteinelor cu densitate mică (LDL) si lipoproteine cu densitate mare (HDL), bazat pe densitatea relativă a agregatelor pe ultracentrifugare.
Alte lipide
Desigur, multe alte lipide apar în natură, cu funcţii biologice importante. De exemplu, lipopolysaccharides, vitaminelor liposolubile, rhamnolipids şi aşa mai departe nu sunt discutate în acest document. Similarly, există lipide many care sunt unice pentru organismele specific de la bacterii pentru nevertebratele marine, care nu sunt discutate mai sus. Cititorul va găsi informaţii cu privire la chimie, biochimie şi funcţiile de cele mai multe dintre acestea în alte pagini de pe acest site.
Sugestii de lectură
Diferite documente care se ocupă cu clase de lipide individuale de pe acest site au lectură listele anexate, care ar trebui să ajute pe cititorii nostri obţine informaţii suplimentare. Cartea "Lipide bioactive" (editată de A. Nicolaou şi Kokotos G., de presă gras, Bridgwater, 2004) poate fi recomandată ca o singură sursă nepreţuită de informaţii. De asemenea, am dori -
- Dowhan, W., Bogdanov, M. şi şi Mileykovskaya, E. rolurile funcţionale ale lipidelor în membrane. În: Biochimie de lipide, lipoproteine si Membrane (5th Edition), pp. 1-37 (editat de DE Vance şi Vance JE, Elsevier Science) (2008).
- Eyster, KM membrana lipidelor şi ca participanţi integrantă în transducţia de semnal:. semnal de transductie lipidelor pentru biochimistul non-lipidic Adv. Physiol. Edu,. 31, 5-16 (2007) (DOI: 10.1152/advan.00088.2006).
- Haucke, V. şi Di Paolo, G. Lipidele şi modificările lipidelor în regulamentul de trafic cu membrana. Current Opinion in Biologie celulara, 19, 426-435 (2007) (DOI: 10.1016/j.ceb.2007.06.003).
- van Meer, G. şi de Kroo, AIPM hartă lipidelor din celule de mamifer. J. Cell Sci,. 124, 5-8 (2011) (DOI: 10.1242/jcs.071233).
 |
James Hutton Institute (şi Mylnefield Analiza lipidic), Invergowrie, Dundee (DD2 5DA), Scoţia.
Useful Info
| |