فوسفوجليسريد: الهيكل والوظائف والأمثلة - مادة الاحياء - 2025

و phosphoglycerides أو glycerophospholipids هي عبارة عن جزيئات وفيرة من طبيعة الدهون في الأغشية البيولوجية. يتكون جزيء الفسفوليبيد من أربعة مكونات أساسية: الأحماض الدهنية ، وهيكل عظمي مرتبط بالحمض الدهني ، والفوسفات ، والكحول المرتبط بالأخير.

بشكل عام ، يوجد على الكربون 1 من الجلسرين حمض دهني مشبع (روابط مفردة فقط) ، بينما في الكربون 2 يكون الأحماض الدهنية من النوع غير المشبع (روابط مزدوجة أو ثلاثية بين الكربون).

مصدر الهيكل: لم يتم تقديم مؤلف يمكن قراءته آليًا. افترض Lennert B (بناءً على مطالبات حقوق النشر). ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

من بين أبرز الفوسفوجليسريد في أغشية الخلايا لدينا: سفينغوميلين ، فسفاتيديل إلينوزيتول ، فسفاتيديل سيرين وفوسفاتيدي إيثانولامين.

الأطعمة الغنية بهذه الجزيئات البيولوجية هي اللحوم البيضاء مثل الأسماك وصفار البيض وبعض لحوم الأعضاء والمحار والمكسرات وغيرها.

بناء

مكونات الفوسفوجليسريد

يتكون الفوسفوجليسريد من أربعة عناصر هيكلية أساسية. الأول عبارة عن هيكل عظمي ترتبط به الأحماض الدهنية والفوسفات والكحول - والأخير مرتبط بالفوسفات.

يمكن تشكيل العمود الفقري للفوسفوجليسريد من الجلسرين أو السفينجوزين. الأول عبارة عن كحول ثلاثي الكربون ، بينما الأخير عبارة عن كحول آخر بهيكل أكثر تعقيدًا.

في الجلسرين ، يتم أسترة مجموعات الهيدروكسيل في الكربون 1 و 2 بواسطة مجموعتين كبيرتين من الكربوكسيل من الأحماض الدهنية. يتم أسترة الكربون المفقود ، الموجود في الموضع 3 ، بحمض الفوسفوريك.

على الرغم من أن الجلسرين لا يحتوي على كربون غير متماثل ، إلا أن كربونات ألفا ليست متطابقة في الكيمياء الفراغية. وهكذا ، فإن أسترة الفوسفات عند الكربون المقابل تمنح عدم تناسق للجزيء.

خصائص الأحماض الدهنية في فوسفوجليسريد

الأحماض الدهنية هي جزيئات تتكون من سلاسل هيدروكربونية متفاوتة الطول ودرجة عدم التشبع ، وتنتهي في مجموعة كربوكسيل. تختلف هذه الخصائص بشكل كبير ، وتحدد خصائصها.

تكون سلسلة الأحماض الدهنية خطية إذا كانت من النوع المشبع أو إذا كانت غير مشبعة في موضع الترانس. على النقيض من ذلك ، فإن وجود رابطة مزدوجة من نوع رابطة الدول المستقلة يخلق تطورًا في السلسلة ، لذلك لم تعد بحاجة إلى أن يتم تمثيلها خطيًا ، كما هو الحال غالبًا.

تؤثر الأحماض الدهنية ذات الروابط المزدوجة أو الثلاثية بشكل كبير على الحالة والخصائص الفيزيائية والكيميائية للأغشية البيولوجية.

خصائص كارهة للماء ومحبة للماء

يختلف كل عنصر من العناصر المذكورة في خصائصها المقاومة للماء. الأحماض الدهنية ، كونها دهنية ، كارهة للماء أو غير قطبية ، مما يعني أنها لا تختلط بالماء.

في المقابل ، فإن بقية عناصر الفسفوليبيد تسمح لها بالتفاعل في بيئة ، وذلك بفضل خصائصها القطبية أو المحبة للماء.

وبهذه الطريقة ، يتم تصنيف الفوسفوجليسريد على أنها جزيئات أمفيباثية ، مما يعني أن أحد الطرفين قطبي والآخر قطبي.

يمكننا استخدام تشبيه المباراة أو المباراة. يمثل رأس المباراة الرأس القطبي المكون من الفوسفات المشحون وبدائله على مجموعة الفوسفات. يتم تمثيل إطالة المطابقة بواسطة ذيل غير قطبي ، يتكون من سلاسل هيدروكربونية.

المجموعات ذات الطبيعة القطبية مشحونة عند الرقم الهيدروجيني 7 ، بشحنة سالبة. ويرجع ذلك إلى ظاهرة التأين لمجموعة الفوسفات التي تقترب نسبة pk من 2 ، وشحنات مجموعات الأسترة. يعتمد عدد الشحنات على نوع الفوسفوجليسريد المدروس.

المميزات

هيكل الأغشية البيولوجية

الدهون هي جزيئات حيوية كارهة للماء تقدم قابلية الذوبان في المذيبات العضوية - مثل الكلوروفورم ، على سبيل المثال.

لهذه الجزيئات مجموعة متنوعة من الوظائف: تلعب دورًا كوقود من خلال تخزين الطاقة المركزة ؛ كجزيئات إشارات ؛ وكمكونات هيكلية للأغشية البيولوجية.

في الطبيعة ، أكثر مجموعة الدهون الموجودة وفرة هي الفوسفوجليسريد. وظيفتها الرئيسية هيكلية ، لأنها جزء من جميع أغشية الخلايا.

يتم تجميع الأغشية البيولوجية في شكل طبقة ثنائية. هذا يعني أن الدهون يتم تجميعها في طبقتين ، حيث تواجه ذيولها الكارهة للماء الجزء الداخلي من الطبقة الثنائية وتواجه الرؤوس القطبية الجزء الخارجي والداخلي للخلية.

هذه الهياكل حاسمة. إنها تحدد الخلية وتكون مسؤولة عن تبادل المواد مع الخلايا الأخرى ومع البيئة خارج الخلية. ومع ذلك ، تحتوي الأغشية على جزيئات دهنية أخرى غير الفوسفوجليسريد ، وكذلك جزيئات ذات طبيعة بروتينية تتوسط النقل النشط والسلبي للمواد.

وظائف ثانوية

بالإضافة إلى كونها جزءًا من الأغشية البيولوجية ، ترتبط الفوسفوجليسريد بوظائف أخرى داخل البيئة الخلوية. بعض الدهون المحددة جدًا هي جزء من أغشية المايلين ، وهي المادة التي تغطي الأعصاب.

يمكن أن يعمل البعض كرسائل في التقاط الإشارات ونقلها إلى البيئة الخلوية.

التمثيل الغذائي

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

يتم تصنيع الفوسفوجليسريد بدءاً من المستقلبات الوسيطة مثل جزيء حمض الفوسفاتيديك وكذلك ثلاثي الجلسرين.

يشكل النوكليوتيدات المنشط CTP (ثلاثي فوسفات السيتدين) وسيطًا يسمى CDP-diacylglycerol ، حيث يفضل تفاعل البيروفوسفات التفاعل على اليمين.

يتفاعل الجزء المسمى الفوسفاتيديل مع بعض الكحوليات. ناتج هذا التفاعل هو فوسفوجليسريد ، بما في ذلك فوسفاتيديل سيرين أو فوسفاتيديل إينوزيتول. يمكن الحصول على فوسفاتيديل إيثانولامين أو فسفاتيديل كولين من فوسفاتيديل سيرين.

ومع ذلك ، هناك طرق بديلة لتجميع آخر فوسفوجليسريد مذكور. يتضمن هذا المسار تنشيط الكولين أو الإيثانولامين عن طريق الارتباط بـ CTP.

بعد ذلك ، يحدث تفاعل يوحدهم مع الفوسفاتيدات ، للحصول على فوسفاتيديل إيثانولامين أو فوسفاتيديل كولين كمنتج نهائي.

انحلال

يتم التعامل مع تحلل الفوسفوجليسريد بواسطة إنزيمات تسمى phospholipases. يتضمن التفاعل إطلاق الأحماض الدهنية التي تتكون منها الدهون الفوسفاتية. في جميع أنسجة الكائنات الحية ، يحدث هذا التفاعل باستمرار.

هناك عدة أنواع من phospholipases وتصنف حسب الأحماض الدهنية التي يتم إطلاقها. باتباع نظام التصنيف هذا ، نميز بين الليباز A1 و A2 و C و D.

إن الفسفوليباسات موجودة في كل مكان في الطبيعة ، ونجدها في كيانات بيولوجية مختلفة. يعد عصير الأمعاء وإفرازات بعض البكتيريا وسم الثعبان أمثلة على المواد عالية في فسفوليباز.

المنتج النهائي لتفاعلات التحلل هذه هو الجلسرين -3 فوسفات. وبالتالي ، يمكن إعادة استخدام هذه المنتجات التي تم إطلاقها بالإضافة إلى الأحماض الدهنية المجانية لتخليق الدهون الفوسفورية الجديدة أو توجيهها إلى مسارات التمثيل الغذائي الأخرى.

أمثلة

الفوسفاتيدات

المركب الموصوف أعلاه هو أبسط فوسفوجليسيريد ويسمى فوسفاتيدات ، أو أيضا دياسيل جلسرين 3-فوسفات. على الرغم من أنه ليس وفيرًا جدًا في البيئة الفسيولوجية ، إلا أنه عنصر أساسي لتركيب جزيئات أكثر تعقيدًا.

مشتق من الفوسفوجليسريد من الفوسفاتيدات

من أبسط جزيء فوسفوجليسريد ، يمكن أن يحدث التخليق الحيوي لعناصر أكثر تعقيدًا ، مع أدوار بيولوجية مهمة جدًا.

يتم إسترة مجموعة الفوسفات من الفوسفاتيدات مع مجموعة الهيدروكسيل للكحولات - يمكن أن تكون واحدة أو أكثر. الكحولات الأكثر شيوعًا في الفولفوجليسريد هي السيرين ، والإيثانولامين ، والكولين ، والجلسرين ، والإينوزيتول. سيتم وصف هذه المشتقات أدناه:

فوسفاتيديليثانولامين

في أغشية الخلايا التي هي جزء من الأنسجة البشرية ، يعتبر الفوسفاتيد إيثانولامين مكونًا بارزًا في هذه الهياكل.

وهو يتألف من كحول أسترة بالأحماض الدهنية في الهيدروكسيل الموجود في الموضعين 1 و 2 ، بينما في الموضع 3 نجد مجموعة فوسفات ، مؤسترة بالكحول الأميني إيثانول أمين.

فوسفاتيديل سيرين

بشكل عام ، يوجد هذا الفوسفوجليسريد في الطبقة الأحادية التي تواجه الجزء الداخلي - أي الجانب العصاري - للخلايا. أثناء عملية موت الخلية المبرمج ، يتغير توزيع فسفاتيديل سيرين ويوجد في جميع أنحاء سطح الخلية.

فوسفاتيديلينوسيتول

Phosphatidylinositol هو فوسفوليبيد موجود بنسب منخفضة في كل من غشاء الخلية وأغشية المكونات تحت الخلوية. لقد وجد أنه يشارك في أحداث الاتصال الخلوي ، مما يتسبب في تغييرات في البيئة الداخلية للخلية.

سفينغوميلين

في مجموعة الفسفوليبيدات ، السفينغوميلين هو الفوسفوليبيد الوحيد الموجود في الأغشية التي لا يشتق هيكلها من الجلسرين الكحولي. بدلاً من ذلك ، يتكون الهيكل العظمي من السفينغوزين.

من الناحية الهيكلية ، ينتمي هذا المركب الأخير إلى مجموعة الكحوليات الأمينية وله سلسلة كربون طويلة ذات روابط مزدوجة.

في هذا الجزيء ، ترتبط المجموعة الأمينية الموجودة في العمود الفقري بحمض دهني من خلال رابطة من نوع الأميد. معًا ، يتم أسترة مجموعة الهيدروكسيل الأولية للهيكل العظمي إلى phosphotylcholine.

بلاسمالوجينات

Plasmallogens هي فوسفوجليسريد برؤوس تتكون أساسًا من الإيثانولامين والكولين والسيرين. لم يتم توضيح وظائف هذه الجزيئات بشكل كامل وهناك القليل من المعلومات عنها في الأدبيات.

نظرًا لأن مجموعة فينيل إيثر تتأكسد بسهولة ، فإن البلازماوجينات قادرة على التفاعل مع الجذور الحرة للأكسجين. هذه المواد هي نتاج متوسط ​​الأيض الخلوي وقد وجد أنها تلحق الضرر بالمكونات الخلوية. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ارتبطوا أيضًا بعمليات الشيخوخة.

لذلك ، فإن الوظيفة المحتملة للبلازماوجينات هي حبس الجذور الحرة التي يمكن أن يكون لها آثار سلبية على سلامة الخلية.

المراجع

1. بيرج ، جي إم ، سترير ، إل ، وتيموكزكو ، جي إل (2007). الكيمياء الحيوية. أنا عكس.
2. ديفلين ، TM (2004). الكيمياء الحيوية: كتاب مدرسي مع التطبيقات السريرية. أنا عكس.
3. Feduchi، E.، Blasco، I.، Romero، CS، & Yáñez، E. (2011). الكيمياء الحيوية. مفاهيم أساسية. للبلدان الأمريكية.
4. ميلو ، في ، رويز ، في إم ، وكواماتزي ، أو. (2007). الكيمياء الحيوية لعمليات التمثيل الغذائي. العودة.
5. ناجان ، إن ، وزويلر ، را (2001). Plasmalogens: التخليق الحيوي والوظائف. التقدم في أبحاث الدهون، 40 (3) ، 199-229.
6. Pertierra، AG، Olmo، R.، Aznar، CC، & López، CT (2001). الكيمياء الحيوية الأيضية. التحرير Tebar.
7. Voet ، D. ، Voet ، JG ، & Pratt ، CW (2014). أساسيات الكيمياء الحيوية. محرر Artmed.