Foszfatidil-etanol-amin-szerkezet, bioszintézis és funkciók

az foszfatidil- (PE) egy glicerofoszfolipid, amely a prokarióta organizmusok plazmamembránjaiban bőséges. Épp ellenkezőleg, eukarióta sejtmembránokban ez a második leggyakoribb glicerofoszfolipid a plazmamembrán belső oldalán foszfatidil-kolin után.

A foszfatidil-etanol-amin bősége ellenére annak bősége nem csak a sejttípustól, hanem a rekesztől és az adott sejt életciklus időtartamától is függ..

A biológiai membránok olyan sejtek, amelyek meghatározzák a sejteket. Nemcsak védelmi és izolációs funkciókkal rendelkeznek, hanem kulcsfontosságúak azoknak a fehérjéknek a létrehozásában, amelyek hidrofób környezetet igényelnek az optimális működés érdekében..

Mind az eukarióták, mind a prokarióták membránjai elsősorban glicerin-foszfolipidekből és kisebb mértékben szfingolipidekből és szterolokból állnak..

A glicerin-foszfolipidek amfipatikus molekulák, amelyek egy L-glicerin vázán vannak strukturálva, amelyek az sn-1 és sn-2 pozíciókban észleltek két különböző hosszúságú és telített telített zsírsavval. A hidroxilcsoportban az sn-3-ot egy foszfát-csoporttal észterezzük, amely viszont különböző típusú molekulákat egyesíthet, amelyek a különböző glicerin-foszfolipid-osztályokhoz vezetnek..

vannak a különböző glicerofoszfolipideket a celluláris világ, de a leggyakoribb a kolin (PC), foszfatidil-(PE), foszfatidil-szerin (PS), inozit (PI), foszfatidsav (PA), foszfatidil (PG) és cardiolipin (CL).

index

• 1 Szerkezet
• 2 Bioszintézis
  • 2.1 Kennedy útvonal
  • 2.2 PSD elérési út
• 3 Funkciók
• 4 Referenciák

struktúra

A szerkezet a foszfatidil-etanol fedezte fel Baer és munkatársai 1952-ben Amint már kísérletileg meghatározott minden glicerofoszfolipideket, foszfatidil-etanol egy olyan molekula, észterezett glicerint sn-1 pozícióban, és sn-2 savval láncok 16-20 szénatomos zsírsavak.

A sn-1 hidroxil-észterben észterezett zsírsavak általában telítettek (kettős kötések nélkül), amelyek maximális hossza 18 szénatom, míg a sn-2 helyzetben lévő láncok hosszabbak és egy vagy több telítetlenséggel rendelkeznek ( kettős linkek).

Ezeknek a láncoknak a telítettsége fokozza a membrán rugalmasságát, amely nagy hatással van a fehérjék beillesztésére és szekvenálására a kettős rétegben..

A foszfatidil-etanol-amint nem lamelláris glicerofoszfolipidnek tekintjük, mivel kúpos geometriai alakja van. Ezt a formát a poláris csoport vagy a "fej" kis mérete adja a zsírsavak láncaihoz, amelyek a hidrofób "farkát" tartalmazzák..

A foszfatidil-etanol-amin "fej" vagy poláris csoportja kettősionos, vagyis olyan csoportokkal rendelkezik, amelyek pozitív pH-jú és negatív töltésűek bizonyos pH-körülmények között.

Ez a funkció lehetővé teszi, hogy nagy mennyiségű aminosavmaradékot hozzon létre hidrogénkötésekben, és töltéseloszlásuk meghatározó tényezője számos integrált membránfehérje doménjének topológiájának..

bioszintézis

Az eukarióta sejtekben a szerkezeti lipidek szintézise földrajzilag korlátozott, az endoplazmatikus retikulum (ER) és kisebb mértékben a Golgi készülék bioszintézisének fő helye..

A foszfatidil-etanol-amin előállításához négy független bioszintetikus út van: (1) a CDP-etanolamin útvonal, más néven Kennedy-útvonal; (2) a PSD útvonal a foszfatidil-szerin (PS) dekarboxilezésére; (3) a lizo-PE acilezése és (4) más glicerofoszfolipidek poláris csoportjának bázisváltozási reakciói.

Kennedy út

A foszfatidil-etanol-amin bioszintézise ebből az úton ER-re korlátozódik, és kimutatták, hogy a hörcsög májsejtekben ez a fő termelési út. Három egymást követő enzimatikus lépésből áll, amelyeket három különböző enzim katalizál.

Az első lépésben az etanol-amin kináz hatására foszfoetanol-amin és ADP keletkezik, amely katalizálja az etanolamin ATP-függő foszforilációját..

A növényektől eltérően sem az emlősök, sem az élesztők nem képesek előállítani ezt a szubsztrátot, így azt az étrendben kell fogyasztani, vagy előzetesen meglévő foszfatidil-etanol-amin vagy szfingozin-molekulák lebomlásából kell nyerni..

A foszfono-etanol-amint a CTP: foszfoetanol-amin-citidil-transzferáz (ET) a nagy energiájú CDP: etanol-amin és egy szervetlen foszfát képezi..

1,2-diacil-glicerin etanolamin foszfotranszferáz (ETP) használ az energia, amely a CDP-etanol-amin, hogy kovalens kötéssel egy olyan molekula, etanolamin diacilglicerin beilleszteni a membrán, ami a foszfatidil-etanol-.

PSD útvonal

Ez az útvonal mind prokariótákban, mind élesztőkben és emlősökben működik. A baktériumokban a plazmamembránban fordul elő, de eukariótákban az endoplazmatikus retikulum területén található, amely szoros kapcsolatban áll a mitokondriális membránnal..

Az emlősökben az útvonalat egyetlen, a mitokondriális membránba ágyazott enzim, a foszfatidil-szerin-dekarboxiláz (PSD1p) katalizálja, amelynek génjét a mag kódolja. A reakció magában foglalja a PS foszfatidil-etanol-amin dekarboxilezését.

A két fennmaradó útvonal (lizo-PE-acilezés és poláris-függő kalciumfüggő csere) az endoplazmatikus retikulumban fordul elő, de nem járul hozzá jelentős mértékben a foszfatidil-etanol-amin teljes termeléséhez eukarióta sejtekben.

funkciók

A glicerofoszfolipidek három fő funkcióval rendelkeznek a sejtben, beleértve a szerkezeti funkciókat, az energiatárolást és a sejtjelzést..

A foszfatidil-etanol-amint több membránfehérje rögzítésével, stabilizálásával és összecsukásával, valamint számos enzim működéséhez szükséges konformációs változással társítják..

A kísérleti bizonyítékok azt sugallják, foszfatidil-etanol-ami kulcsfontosságú glicero a késői szakaszában telofázisban kialakítása során a kontraktilis gyűrű és létrehozó fragmoplasto lehetővé membrán szétválás a két leánysejt.

Az endoplazmatikus retikulum és a Golgi készülék membránjainak fúziójában és hasadásában is fontos funkciója van..

E. coli-ban bizonyították, hogy a foszfatidil-etanol-amin szükséges a laktóz-permáz enzim megfelelő összecsukásához és működéséhez, ezért azt javasolta, hogy molekuláris "chaperone" szerepet játszik..

A foszfatidil-etanol-amin az etanol-amin-molekula fő donorja, amely számos fehérje, például a GPI-horgonyok transzlációs módosításához szükséges..

Ez a glicerofoszfolipid számos enzimaktivitással rendelkező molekula prekurzora. Ezenkívül az anyagcseréjéből származó molekulák, valamint a diacil-glicerin, a foszfatidsav és néhány zsírsav is működhetnek második hírvivőként. Ezenkívül fontos szubsztrát a foszfatidil-kolin előállításához.

referenciák

1. Brouwers, J. F. H., Vernooij, E. A. A. M., Tielens, A. G. M. és van Golde, L. M. G. (1999). A foszfatidil-etanol-amin molekuláris fajok gyors elválasztása és azonosítása. Journal of Lipid Research, 40 (1), 164-169. A jlr.org-ból visszaállt
2. Calzada, E., McCaffery, J. M., és Claypool, S.M. (2018). A belső mitokondriális membránban előállított foszfatidil-etanol-amin elengedhetetlen az élesztő citokróm bc1 komplex funkciójához. 3. BioRxiv, 1, 46. 
3. Calzada, E., Onguka, O., & Claypool, S.M. (2016). Foszfatidil-etanol-amin metabolizmus az egészségben és a betegségben. A Cell and Molecular Biology nemzetközi áttekintése (321. kötet). Elsevier Inc.. 
4. Gibellini, F., és Smith, T. K. (2010). A foszfatidil-etanol-amin és a foszfatidil-kolin Kennedy út-de novo szintézise. IUBMB Life, 62 (6), 414-428. 
5. Harayama, T., és Riezman, H. (2018). A membrán lipid összetételének megértése. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 19 (5), 281-296. 
6. Luckey, M. (2008). Membrán szerkezeti biológia: biokémiai és biofizikai alapokkal. Cambrudge University Press. A cambrudge.org-ból származik
7. Seddon, J. M., Cevc, G., Kaye, R. D. és Marsh, D. (1984). A hidratált diacil- és dialkil-foszfatidil-etanolaminok polimorfizmusának röntgendiffrakciós vizsgálata. Biochemistry, 23 (12), 2634-2644. 
8. Sendecki, A.M., Poyton, M.F., Baxter, A.J., Yang, T. és Cremer, P.S. Támogatott lipid bilayerek foszfatidil-etanol-aminnal, mint fő komponens. Langmuir, 33 (46), 13423-13429. 
9. van Meer, G., Voelker, D. R. és Feignenson, G. W. (2008). Membrán lipidek: hol vannak és hogyan viselkednek. Nature Reviews, 9, 112-124.
10. Vance, J. E. (2003). A foszfatidil-szerin és a foszfatidil-etanol-amin molekuláris és sejtbiológiája. K. Moldave (szerk.), Progress Nucleic Acid Research és Molecular Biology (69-111. Old.). Academic Press.
11. Vance, J. E. (2008). Foszfatidil-szerin és foszfatidil-etanol-amin emlőssejtekben: két metabolikusan kapcsolódó aminofoszfolipid. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
12. Vance, J. E. és Tasseva, G. (2013). Foszfatidil-szerin és foszfatidil-etanol-amin képződése és működése emlőssejtekben. Biochimica és Biophysica Acta - Lipids Molecular and Cell Biology, 1831 (3), 543-554. 
13. Watkins, S.M., Zhu, X. & Zeisel, S.H. A foszfatidil-etanol-amin-N-metil-transzferáz aktivitás és az étrendi kolin egerekben szabályozzák a máj-plazma lipid fluxust és az esszenciális zsírsav-anyagcserét. The Journal of Nutrition, 133 (11), 3386-3391.