Fosfatidylserinstruktur, syntese, funksjoner, plassering

1470
Basil Manning

De fosfatidylserin Det er et lipid som tilhører fosfolipidfamilien og til gruppen av glyserolipider eller fosfoglyserider, som er avledet fra 1,2-diacylglyserol-3-fosfat. Siden den har en aminogruppe i strukturen, regnes den som en aminofosfolipid og er tilstede i membraner av både eukaryote og prokaryote celler..

Det ble beskrevet for første gang av Folch, i 1941, som en sekundær komponent av cefalin i bovin hjerne (et cerebralt lipidkompleks som også består av fosfatidyletanolamin), og i 1952 belyste Baer og Maurukas en viktig del av dets kjemiske struktur..

Generell ordning med fosfolipider. (1) Hydrofilt hode, (2) Hydrofobe haler, (A) Fosfatidylkolin, (B) Fosfatidyletanolamin, (C) Fosfatidylserin og (D) Skjema for en fosfatidylglyserol (Kilde: Foobar [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons .org / lisenser / by-sa / 3.0 /)] via Wikimedia Commons)

I eukaryoter representerer dette fosfolipidet mellom 3 og 15% av membranfosfolipider, og variasjonen i overflod avhenger av organismen, typen vev, typen celle det gjelder og til og med øyeblikket av dens utvikling..

Ulike studier har verifisert at det er fraværende i mitokondriene til eukaryoter, men dets tilstedeværelse er rapportert i cellemembranene til mange bakterier, selv om de biosyntetiske rutene for syntese i disse organismer er forskjellige..

Distribusjonen av dette fosfolipidet i cellemembranene avhenger i hovedsak av enzymene som er ansvarlige for produksjonen og bevegelse (translokasjon) mellom membranmonolagene avhenger av virkningen av aminofosfolipid-flipaser (i gjær) og scramblease. Og translokaser. (hos pattedyr).

Det er et essensielt lipid for mange celler i nervesystemet, i en slik grad at det nå er utviklet ernæringstilskudd som inkluderer det i formuleringene for å forbedre visse hjernekapasiteter og forhindre degenerasjon av andre..

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Syntese
    • 2.1 I prokaryoter
    • 2.2 I gjær
    • 2.3 I høyere eukaryoter (planter og dyr)
  • 3 funksjoner
    • 3.1 På celleoverflaten
    • 3.2 Inne i cellen
  • 4 Hvor ligger den?
  • 5 Fordeler med inntaket
  • 6 Kontraindikasjoner
  • 7 Referanser

Struktur

Fosfatidylserin er et glyserofosfolipid og som sådan er avledet fra et 1,2-diacylglyserol-3-fosfatmolekyl, det vil si fra et glyserolmolekyl som har to forestrede fettsyrekjeder ved karbonene 1 og 2 og ved karbon 3 har en fosfatgruppe.

Struktur av fosfatidylserin (Kilde: Zirgouflex [Public domain] via Wikimedia Commons)

Som alle lipider er fosfatidylserin et amfipatisk molekyl, med en hydrofil polær ende representert av fosfatgruppen og serinen som binder seg til den, og en hydrofob apolar ende, sammensatt av fettsyrekjeder bundet av esterbindinger..

Navnet "fosfatidylserin" refererer til alle mulige kombinasjoner av fettsyrer, av varierende lengde og metningsgrad, som er festet til et glyserol-ryggrad som har en serin festet til fosfatgruppen på polarhodet..

Syntese

I prokaryoter

I prokaryoter produseres fosfatidylserin av fosfatidylserinsyntetasenzymer som forbinder med plasmamembranen eller med ribosomale fraksjoner, avhengig av om de er henholdsvis gramnegative eller grampositive bakterier..

Syntesen av fosfatidylserin i disse mikroorganismene er regulert og avhenger av typen og mengden lipider som er tilgjengelig på stedet der syntetaseenzymet finnes..

I gjær

Gjærfosfatidylserinsyntetase syntetiserer fosfatidylserin fra reaksjonen mellom CDP-diacylglyserol og serin, og genererer fosfatidylserin og CMP. Dette fosfolipidet, i disse organismer, er et viktig mellomprodukt i syntesen av fosfatidylkolin og fosfatidyletanolamin..

Denne reaksjonen reguleres av intracellulære konsentrasjoner av inositol, som har hemmende effekter på enzymet. Andre mekanismer involverer direkte fosforylering av syntetase eller noe regulatorisk enzym som er involvert i den biosyntetiske banen..

I høyere eukaryoter (planter og dyr)

I organismer som planter og dyr (av noen forfattere betraktet som høyere eukaryoter), forekommer syntesen av fosfatidylserin gjennom en kalsiumavhengig basebytterreaksjon gjennom enzymer assosiert med det endoplasmatiske retikulumet..

I denne type reaksjoner blir fosfolipider syntetisert fra eksisterende fosfolipider, hvorfra polargruppen fjernes og byttes med et molekyl av L-serin..

I planter er det to fosfatidylserinsyntetaser: en som katalyserer den kalsiumavhengige baseendringsreaksjonen og en annen som katalyserer en reaksjon som ligner på den som forekommer i gjær fra CDP-diacylglyserol..

Pattedyr har også to fosfatidylserinsyntetaser: den ene katalyserer syntesen av fosfatidylserin gjennom en utvekslingsreaksjon mellom en fosfatidyletanolamin og en serin, og den andre gjør det samme, men ved å bruke et fosfatidylkolin som basesubstrat..

Funksjoner

Fosfatidylserin finnes i alle typer eukaryote celler; og hos pattedyr har det blitt vist at selv om det ikke er like rikelig i alle vev og det ikke er en av fosfolipidene som finnes i større andel, er det viktig for cellers overlevelse.

Fettsyrekjedene assosiert med fosfatidylserinmolekyler i nervesystemets celler hos mange virveldyr spiller en grunnleggende rolle for funksjonen til dette..

På celleoverflaten

I tillegg til dens strukturelle funksjoner for etablering av biologiske membraner, markerer "omfordeling" av fosfatidylserin begynnelsen på mange fysiologiske prosesser på mobilnivå hos pattedyr, så det kan sies at det er involvert i forskjellige cellulære signalprosesser.

Eksempler på disse prosessene er blodkoagulering, hvor fosfatidylserin blir translokert mot det ytre monolaget av plasmamembranen på blodplater, noe som bidrar til akkumulering av forskjellige koagulasjonsfaktorer mot overflaten av disse cellene..

En lignende prosess forekommer under modning av sædceller, men betraktes snarere som en "spredning" av den asymmetriske fordelingen av dette fosfolipidet (som beriker den indre overflaten av plasmamembranen).

De første hendelsene av programmert celledød (apoptose) er også preget av eksponering av fosfatidylserinmolekyler for celleoverflaten, som "markerer" apoptotiske celler for fordøyelse av fagocytiske celler eller makrofager..

Inne i cellen

De intracellulære funksjonene til fosfatidylserin er nært beslektet med dens litt kationiske egenskaper, siden den gjennom sin ladning kan assosieres med forskjellige perifere proteiner som har negativt ladede regioner..

Blant disse proteinene kan noen kinaser og GTPaser fremheves, som aktiveres når de assosieres med det aktuelle fosfolipidet..

Fosfatidylserin deltar i "merkingen" av noen proteiner for å lede dem mot fagosomene i resirkulerings- eller nedbrytningsveier, og også i å modifisere andres katalytiske aktivitet..

Det er vist at dannelsen av visse ionekanaler avhenger av forbindelsen av proteinene som utgjør dem med fosfatidylserin..

Det er en kilde til forløpere for syntese av andre fosfolipider, som fosfatidyletanolamin, som kan dannes fra dekarboksylering av fosfatidylserin (fosfatidylserin er forløperen til mitokondrie fosfatidyletanolamin).

Hvor befinner det seg?

Fosfatidylserin, som de fleste fosfolipider, finnes i nesten alle cellemembraner og beriker cellemembranene i nervevev; og i øyet er det spesielt rikelig i netthinnen.

I celler der det finnes, i større eller mindre grad, finnes det vanligvis i det indre monolaget i plasmamembranen og i endosomer, men det er sjeldent i mitokondrier.

Som beskrevet i 1941, sammen med fosfatidyletanolamin, er fosfatidylserin en del av et stoff kjent som cefalin i hjernen til mange pattedyr..

Fordeler med inntaket

Betydningen av fosfatidylserin i nervesystemets funksjon har blitt studert grundig, og i flere tiår har det blitt ansett at inntaket kan være gunstig for helsen til sentralnervesystemet..

Flere studier har konkludert med at tilsetning av fosfatidylserin i dietten som kosttilskudd kan ha positive effekter på forbedring av hukommelse, læring, konsentrasjon og humørsvingninger knyttet til alder eller aldring..

Det antas å forhindre tap av hukommelse og andre kognitive aktiviteter som resonnement, abstrakt tenkning, psykomotorisk svekkelse, endringer i personlighet og atferd og andre viktige mentale funksjoner.

I noen mer spesifikke studier på pasienter med hukommelsesproblemer bidro inntaket av fosfatidylserin direkte til læring av navn og ansikter, tilbakekalling av navn og ansikter og ansiktsgjenkjenning.

En naturlig kilde til denne fosfolipiden er fisk. Imidlertid er artene som regelmessig inngår i kosttilskudd, hentet fra hjernebarken hos storfe eller fra soyabønner..

Begge typer fosfolipider oppfyller de samme funksjonene, men avviker i karakteristikkene til fettsyrene i deres apolare haler..

Det har også blitt antydet at ikke-membranassosiert fosfatidylserin tatt som et supplement (eksogent) kan bidra til cellulært forsvar mot oksidativt stress.

Kontraindikasjoner

De første studiene og kliniske forsøkene som ble utført med dette fosfolipidet som kosttilskudd, avslørte at dets intramuskulære administrasjon kan forårsake irritasjon og "forbrenning", og at dets intravenøse administrasjon ikke har noen kjente bivirkninger..

Oralt administrert ser det ut til å være et trygt legemiddel, men i doser større enn 600 mg administrert like før sengetid kan det forårsake søvnløshet. Rapporter indikerer imidlertid at det er trygt og effektivt, spesielt hvis det kombineres med en sunn livsstil, som inkluderer fysisk trening og god ernæring..

Selv om et stort antall studier har vist at inntak av dette fosfolipidet ikke gir skadelige endringer i blodbiokjemi, er en av de mulige kontraindikasjonene relatert til overføring av smittsomme sykdommer som spongiform encefalopati på grunn av forbruk av hjerneekstrakter forurenset med prioner..

Referanser

  1. Garrett, R., og Grisham, C. (2010). Biokjemi (4. utg.). Boston, USA: Brooks / Cole. CENGAGE Læring.
  2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). Påvirkningen av soyaavledet fosfatidylserin på kognisjon ved aldersassosiert minnehemming. Ernæringsmessig nevrovitenskap, 4, 121-134.
  3. Kidd, P. M. (1996). Fosfatidylserin; Membran Nutrient for Memory. En klinisk og mekanisk vurdering. Alternativ medisin gjennomgang, 1(2), 70-84.
  4. Kingsley, M. (2006). Effekter av fosfatidylserintilskudd på mennesker som trener, 36(8), 657-669.
  5. Luckey, M. (2008). Membranstrukturbiologi: med biokjemiske og biofysiske grunnlag. Cambridge University Press.
  6. Segawa, K., og Nagata, S. (2015). Et apoptotisk "Eat Me" -signal: Fosfatidylserineksponering. Trender innen cellebiologi, 1-12.
  7. Vance, J. E. (2008). Fosfatidylserin og fosfatidyletanolamin i pattedyrceller: to metabolisk relaterte aminofosfolipider. Journal of Lipid Research, 49(7), 1377-1387.
  8. Vance, J. E., & Steenbergen, R. (2005). Metabolisme og funksjoner av fosfatidylserin. Fremgang i lipidforskning, 44, 207-234.
  9. Vance, J. E., & Tasseva, G. (2013). Dannelse og funksjon av fosfatidylserin og fosfatidyletanolamin i pattedyrceller. Biochimica et Biophysica Acta - Molekylær og cellebiologi av lipider, 1831(3), 543-554.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.