5. Фосфолипиды. Фосфатидные кислоты: строение, синтез и гидролиз

Фосфатидные кислоты - это производные l-глицеро-З-фосфата, этерифицированные жирными кислотами по спиртовым гидроксильным группам.

Как правило, в природных фосфатидах в положении 1 глицериновой цепи находится остаток насыщенной, в положении 2 - ненасыщенной кислоты, а один из гидроксилов фосфорной кислоты этерифицирован многоатомным спиртом или аминоспиртом (X - остаток этого спирта). В организме (рН ~7,4) оставшийся свободным гидроксил фосфорной кислоты и другие ионогенные группировки в фосфатидах ионизированы.

Синтез фосфатидной кислоты:

2 RCOSKoA (ацилSКоА)

ОН О – СО – R₁

ОН О – СО – R₂

ОФ ОФ

3-фосфоглицерат фосфатидная кислота

Гидролиз фосфатидной кислоты:

Н₂О

О – СО – R₁ О – СО – R₁

О – СО – R₂ О – СО – R₂

ОФ Фн ОН

3-фосфоглицерат фосфатидная кислота

6. Фосфолипиды: фосфатидилэтаноламины, фосфатидилсерины, фосфатидилхолины, фосфатидилинозитолы: состав, биологическая роль. Реакции гидролиза и образования

Фосфоглицериды – это количественно преобладающий класс мембранных липидов. Состоят из четырех компонентов, соединенных сложноэфирными связями:

1. Глицерин

2. 2 остатка ВЖК

3. Фосфорная кислота

4. Аминоспирт (азотистое основание):

   • Серин: ОН-СН₂-СН-СОО^-

│

NH₃⁺

СО₂ (декарбоксилирование)

• Этаноламин: ОН-СН₂-СН₂- NH₃⁺

СН₃ (метилирование)

• Холин: ОН-СН₂-СН₂- N⁺-(СH₃)₃

• 

  ОН ОН

  Инозит: ОН ОН ОН

НО ОН

Представим структуру фосфоглицерида в общем виде:

СН₂ – О – СО – R

│ гидрофобная часть

СН – О – СО – R

О

║ полярная головка

СН₂ – О – Р – О – аминоспирт

│

ОН

Рис. 8. Структура фосфоглицерида в общем виде

Структурная особенность: фосфолипиды – амфипатические соединения, имеют «полярную головку» (фосфорную кислоту и аминоспирт) и гидрофобную часть (радикалы ВЖК).

Ч асть структуры фосфоглицерида без 4-го компонента называется фосфатидной кислотой, её остаток – фосфатидил. Фосфоглицериды являются производными фосфатидной кислоты, этерифицированной каким-либо из аминоспиртов, и имеют соответствующее название: фосфатидилхолином фосфатидилэтаноламином, фосфатидилсерином, фосфатидилинозитолом (рис.9).

Р ис. 9. Строение фосфоглицеридов

В первом положении, как правило, находятся насыщенные жирные кислоты, а во втором - ненасыщенные - (олеиновая кислота) или полиненасыщенные жирные кислоты (ПЖК).

Функции фосфолипидов:

1. ФЛ - амфифильные соединения, являются основными структурными компонентами липидного бислоя биологических мембран.

2. ФЛ, этерифицированные по второй позиции полиненасыщенными ЖК, окружают мем­бранные интегральные белки, создавая специфические микроусловия («гидрофобные воротнички»). Такие ФЛ получили названия «аннулярных» (окружающих).

3. Монослой липопротеинов содержит преимущественно фосфатидилхолины, которые обеспечивают некоторую гидрофильность липопротеинов.

Гидролиз фосфолипидов осуществляют фосфолипазы А₁, А₂, С, Д, выделяемые с панкреатическим соком, которые расщепляют сложно-эфирные связи фосфолипидов в строго определенных положениях:

Фосфолипаза А₁ гидролизует эфирную связь в положении 1.

Фосфолипаза А₂ гидролизует эфирную связь в положении 2.

Фосфолипаза С вызывает гидролиз связи между фосфорной кислотой и глицерином.

Фосфолипаза Д расщепляет эфирную связь между аминоспиртом и фосфорной кислотой.

Р ис. 10. Места ферментативной атаки различными фосфолипазами (в качестве примера изображена структура фосфатидилхолина – лецитина)

При полном гидролизе фосфатидилхолина образуются глицерин, 2 ВЖК, Н₃РО₄, аминоспирт.

Ресинтез фосфолипидов

В энтероцитах эссенциальные полиненасыщенные ВЖК преимущественно включаются в ресинтез полярных ФЛ по 2-му положению. В энтероцит поступают преимущественно лизо-ФЛ, где они этерифицируются эссенциальными полиненасыщенными ВЖК.

Рис. 11. Ресинтез фосфлипидов в энтероците (на примере фосфатидилхолина)