الفوسفاتيديل سيرين: الهيكل ، التوليف ، الوظائف ، الموقع - مادة الاحياء - 2026

و فسفاتيديل هو الدهون تعود لعائلة من مجموعة الدهون الفوسفاتية وglycerolipids أو phosphoglycerides، والمستمدة من 1،2-diacyl الجلسرين 3-فوسفات. نظرًا لأنه يحتوي على مجموعة أمينية في هيكلها ، فإنه يعتبر فوسفوليبيد أميني وموجود في أغشية كل من الخلايا حقيقية النواة وخلايا بدائية النواة.

تم وصفه لأول مرة من قبل فولش ، في عام 1941 ، كمكون ثانوي للسيفالين من دماغ الأبقار (مركب دهني دماغي يتكون أيضًا من فوسفاتيد إيثانولامين) ، وفي عام 1952 ، أوضح باير وماوروكاس جزءًا مهمًا من تركيبته الكيميائية.

المخطط العام للفوسفوليبيدات. (1) رأس محبة للماء ، (2) ذيول كارهة للماء ، (أ) فوسفاتيديل كولين ، (ب) فوسفاتيديل إيثانولامين ، (ج) فوسفاتيديل سيرين و (د) مخطط فوسفاتيديل جلسرين (المصدر: فووبار عبر ويكيميديا ​​كومنز)

في حقيقيات النوى ، يمثل هذا الفسفوليبيد ما بين 3 و 15٪ من فوسفوليبيدات الغشاء ويعتمد الاختلاف في وفرته على الكائن الحي ونوع النسيج ونوع الخلية المعنية وحتى لحظة تطورها..

أثبتت دراسات مختلفة أنه غائب في ميتوكوندريا حقيقيات النوى ، ولكن تم الإبلاغ عن وجوده في أغشية الخلايا للعديد من البكتيريا ، على الرغم من اختلاف طرق التخليق الحيوي لتكوينها في هذه الكائنات.

يعتمد توزيع هذا الفسفوليبيد في أغشية الخلايا ، في جوهره ، على الإنزيمات المسؤولة عن إنتاجه وحركته (إزفاءه) بين طبقات الغشاء الأحادية يعتمد على عمل فوسفوليبيد-فليبيد أميني (في الخميرة) و سكرامبليز. و transocases (في الثدييات).

إنه دهون أساسية للعديد من خلايا الجهاز العصبي ، لدرجة أنه تم الآن تطوير المكملات الغذائية التي تشملها في تركيباتها من أجل تحسين بعض قدرات الدماغ ومنع انحطاط الآخرين.

بناء

فوسفاتيديل سيرين هو جليسيروفوسفوليبيد وعلى هذا النحو مشتق من جزيء 1،2-دياسيل جلسرين 3-فوسفات ، أي من جزيء الجلسرين الذي يحتوي على سلسلتين من الأحماض الدهنية المؤسترة على كربونه 1 و 2 وعلى الكربون 3 لديها مجموعة فوسفات.

هيكل فوسفاتيديل سيرين (المصدر: Zirgouflex عبر ويكيميديا ​​كومنز)

مثل كل الدهون ، فإن الفوسفاتيديل سيرين هو جزيء أمفيباثي ، له طرف قطبي محب للماء يمثله مجموعة الفوسفات والسيرين الذي يرتبط به ، ونهاية قطبية كارهة للماء ، تتكون من سلاسل الأحماض الدهنية المرتبطة بروابط استر.

يشير اسم "فوسفاتيديل سيرين" إلى جميع التوليفات الممكنة من الأحماض الدهنية ، بأطوال ودرجات متفاوتة من التشبع ، والتي ترتبط بعمود فقري من الجلسرين يحتوي على سيرين متصل بمجموعة الفوسفات على الرأس القطبي.

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

في بدائيات النوى

في بدائيات النوى ، يتم إنتاج الفوسفاتيديل سيرين بواسطة إنزيمات synthetases الفوسفاتيديل سيرين التي ترتبط بغشاء البلازما أو الكسور الريبوزومية ، اعتمادًا على ما إذا كانت البكتيريا سالبة الجرام أو البكتيريا موجبة الجرام ، على التوالي.

يتم تنظيم تخليق الفوسفاتيديل سيرين في هذه الكائنات الدقيقة ويعتمد على نوع وكمية الدهون المتوفرة في الموقع حيث يوجد إنزيم التخليق.

في الخمائر

تخليق خميرة فوسفاتيديل سيرين سينثيتاز فسفاتيديل سيرين من التفاعل بين CDP-diacylglycerol و serine ، مما يؤدي إلى إنتاج فسفاتيديل سيرين و CMP. هذا الفوسفوليبيد ، في هذه الكائنات الحية ، هو وسيط مهم في تخليق فوسفاتيديل كولين وفوسفاتيدي إيثانولامين.

يتم تنظيم هذا التفاعل من خلال تركيزات الإينوزيتول داخل الخلايا ، والتي لها تأثيرات مثبطة على الإنزيم. تتضمن الآليات الأخرى الفسفرة المباشرة للمركب أو بعض الإنزيم التنظيمي الذي يشارك في مسار التخليق الحيوي.

في حقيقيات النوى العليا (النباتات والحيوانات)

في الكائنات الحية مثل النباتات والحيوانات (التي يعتبرها بعض المؤلفين حقيقيات النوى الأعلى) ، يحدث تخليق فسفاتيديل سيرين من خلال تفاعل تبادل قاعدي يعتمد على الكالسيوم من خلال الإنزيمات المرتبطة بالشبكة الإندوبلازمية.

في هذا النوع من التفاعل ، يتم تصنيع الدهون الفوسفورية من الدهون الفسفورية الموجودة مسبقًا ، والتي يتم منها إزالة المجموعة القطبية وتبادلها مع جزيء L-serine.

يوجد في النباتات نوعان من مركبات الفوسفاتيديل سيرين: أحدهما يحفز تفاعل تغيير القاعدة المعتمد على الكالسيوم والآخر يحفز في تفاعل مشابه للتفاعل الذي يحدث في الخميرة من CDP-diacylglycerol.

تمتلك الثدييات أيضًا اثنين من تركيبات الفوسفاتيديل سيرين: أحدهما يحفز تخليق الفوسفاتيديل سيرين عن طريق تفاعل متبادل بين فوسفاتيد إيثانولامين وسيرين والآخر يفعل نفس الشيء ، ولكن باستخدام فوسفاتيديل كولين كركيزة أساسية.

المميزات

تم العثور على Phosphatidylserine في جميع أنواع الخلايا حقيقية النواة. وفي الثدييات ، فقد ثبت أنه على الرغم من عدم تواجده بشكل متساوٍ في جميع الأنسجة ، كما أنه ليس من الدهون الفوسفورية الموجودة بأعلى نسبة ، إلا أنه ضروري لبقاء الخلايا.

تلعب سلاسل الأحماض الدهنية المرتبطة بجزيئات الفوسفاتيديل سيرين في خلايا الجهاز العصبي للعديد من الفقاريات دورًا أساسيًا في عمل الجهاز العصبي.

على سطح الخلية

بالإضافة إلى وظائفه الهيكلية لإنشاء أغشية بيولوجية ، فإن "إعادة توزيع" فوسفاتيديل سيرين يمثل بداية العديد من العمليات الفسيولوجية على المستوى الخلوي في الثدييات ، لذلك يمكن القول أنها تشارك في عمليات الإشارات الخلوية المختلفة.

ومن الأمثلة على هذه العمليات تخثر الدم ، حيث يتم نقل فوسفاتيديل سيرين نحو الطبقة الخارجية أحادية الطبقة لغشاء البلازما للصفائح الدموية ، مما يساهم في تراكم عوامل التخثر المختلفة نحو سطح هذه الخلايا.

تحدث عملية مماثلة أثناء نضوج خلايا الحيوانات المنوية ، ولكن يُنظر إليها على أنها "تبديد" للتوزيع غير المتماثل لهذا الفسفوليبيد (الذي يثري السطح الداخلي لغشاء البلازما).

تتميز الأحداث الأولية لموت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج) أيضًا بالتعرض لجزيئات الفوسفاتيديل سيرين إلى سطح الخلية ، والتي "تحدد" الخلايا المبرمجة للهضم بواسطة الخلايا البلعمية أو البلاعم.

داخل الزنزانة

ترتبط الوظائف داخل الخلايا للفوسفاتيديل سيرين ارتباطًا وثيقًا بخصائصه الموجبة قليلاً ، لأنه من خلال شحنته ، يمكن أن يرتبط ببروتينات محيطية مختلفة لها مناطق سالبة الشحنة.

من بين هذه البروتينات ، يمكن إبراز بعض الكينازات و GTPases ، والتي يتم تنشيطها بمجرد ارتباطها بالفوسفوليبيد المعني.

يشارك Phosphatidylserine في "وضع العلامات" على بعض البروتينات لتوجيهها نحو البلعمة في مسارات إعادة التدوير أو التدهور وأيضًا في تعديل النشاط التحفيزي للآخرين.

لقد ثبت أن تكوين بعض القنوات الأيونية يعتمد على ارتباط البروتينات التي تتكون منها مع فسفاتيديل سيرين.

إنه مصدر للسلائف لتخليق الفوسفوليبيدات الأخرى ، مثل فوسفاتيدي إيثانولامين ، والذي يمكن أن يتشكل من نزع الكربوكسيل من فوسفاتيديل سيرين (فسفاتيديل سيرين هو مقدمة فوسفاتيديل إيثانولامين في الميتوكوندريا).

أين هو موقعه؟

يوجد فوسفاتيديل سيرين ، مثل معظم الفوسفوليبيدات ، في جميع أغشية الخلايا تقريبًا ويثري أغشية الخلايا في الأنسجة العصبية ؛ وفي العين ، تتواجد بكثرة بشكل خاص في شبكية العين.

في الخلايا التي توجد فيها ، إلى حد أكبر أو أقل ، توجد عادة في الطبقة الأحادية الداخلية لغشاء البلازما وفي الإندوسومات ، ولكنها نادرة في الميتوكوندريا.

كما تم وصفه في عام 1941 ، إلى جانب فوسفاتيدي إيثانولامين ، فإن فوسفاتيديل سيرين جزء من مادة تعرف باسم السيفالين في دماغ العديد من الثدييات.

فوائد تناوله

تمت دراسة أهمية الفوسفاتيديل سيرين في عمل الجهاز العصبي على نطاق واسع ، ولعدة عقود ، تم اعتبار أن تناوله قد يكون مفيدًا لصحة الجهاز العصبي المركزي.

خلصت العديد من الدراسات إلى أن إضافة فوسفاتيديل سيرين في النظام الغذائي كمكمل غذائي يمكن أن يكون لها آثار إيجابية على تحسين الذاكرة والتعلم والتركيز وتدهور الحالة المزاجية المرتبطة بالعمر أو الشيخوخة.

يُعتقد أنه يمنع فقدان الذاكرة والأنشطة المعرفية الأخرى مثل التفكير المنطقي والتفكير المجرد والضعف النفسي الحركي والتغيرات في الشخصية والسلوك والوظائف العقلية الأخرى المهمة.

في بعض الدراسات الأكثر تحديدًا التي أجريت على المرضى الذين يعانون من مشاكل في الذاكرة ، ساهم تناول الفوسفاتيديل سيرين بشكل مباشر في تعلم الأسماء والوجوه ، وتذكر الأسماء والوجوه ، والتعرف على الوجه.

المصدر الطبيعي لهذا الفسفوليبيد هو السمك. ومع ذلك ، فإن الأنواع المدرجة بانتظام في المكملات الغذائية يتم الحصول عليها من القشرة المخية للأبقار أو من فول الصويا.

كلا النوعين من الدهون الفسفورية يؤديان نفس الوظائف ، لكنهما يختلفان في خصائص الأحماض الدهنية في ذيولهما القطبية.

كما تم اقتراح أن الفوسفاتيديل سيرين غير المرتبط بالغشاء والذي يتم تناوله كمكمل (خارجي) قد يساهم في الدفاع الخلوي ضد الإجهاد التأكسدي.

موانع

أظهرت الدراسات والتجارب السريرية الأولى التي أجريت باستخدام هذا الفسفوليبيد كمكمل غذائي أن إعطائه عن طريق الحقن العضلي يمكن أن يسبب تهيجًا و "حروقًا" ، وأن إعطائه في الوريد ليس له آثار سلبية معروفة.

عن طريق تناوله عن طريق الفم يبدو أنه دواء آمن ، ولكن في الجرعات التي تزيد عن 600 ملغ قبل النوم ، يمكن أن يسبب الأرق. ومع ذلك ، تشير التقارير إلى أنه آمن وفعال ، خاصة إذا تم دمجه مع نمط حياة صحي ، والذي يتضمن ممارسة الرياضة البدنية والتغذية الجيدة.

على الرغم من أن عددًا كبيرًا من الدراسات قد أظهر أن تناول هذا الفسفوليبيد لا ينتج عنه تغيرات ضارة في الكيمياء الحيوية للدم ، فإن أحد موانع الاستعمال المحتملة يتعلق بنقل الأمراض المعدية مثل الاعتلال الدماغي الإسفنجي بسبب استهلاك مستخلصات دماغ ملوثة بالبريون.

المراجع

1. Garrett، R.، & Grisham، C. (2010). الكيمياء الحيوية (الطبعة الرابعة). بوسطن ، الولايات المتحدة الأمريكية: بروكس / كول. سينجاج ليرنينج.
2. Jorissen، B.، Brouns، F.، van Boxtel، M.، Ponds، R.، Verhey، F.، & Jolles، J. (2002). تأثير فوسفاتيديل سيرين المشتق من فول الصويا على الإدراك في ضعف الذاكرة المرتبط بالعمر. علم الأعصاب التغذوي ، 4 ، 121-134.
3. كيد ، PM (1996). فوسفاتيديل سيرين. غشاء مغذٍ للذاكرة. التقييم السريري والآلي. مراجعة الطب البديل ، 1 (2) ، 70-84.
4. كينجسلي ، م. (2006). آثار مكملات الفوسفاتيديل سيرين على تمرين البشر ، 36 (8) ، 657-669.
5. لوكي ، م. (2008). البيولوجيا التركيبية الغشائية: مع الأسس البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية. صحافة جامعة كامبرج.
6. Segawa، K.، & Nagata، S. (2015). إشارة موتية "أكلني": التعرض للفوسفاتيديل سيرين. الاتجاهات في بيولوجيا الخلية ، 1-12.
7. فانس ، جي إي (2008). Phosphatidylserine و phosphatidylethanolamine في خلايا الثدييات: اثنان من aminophospholipids المرتبطة التمثيل الغذائي. مجلة أبحاث الدهون ، 49 (7) ، 1377-1387.
8. فانس ، جي إي ، وستينبيرجين ، ر. (2005). التمثيل الغذائي ووظائف الفوسفاتيديل سيرين. التقدم في أبحاث الدهون، 44، 207-234.
9. فانس ، جي إي ، وتاسيفا ، جي (2013). تكوين ووظيفة فوسفاتيديل سيرين وفوسفاتيد إيثانولامين في خلايا الثدييات. Biochimica et Biophysica Acta - البيولوجيا الجزيئية والخلوية للدهون ، 1831 (3) ، 543-554.