Struktura fosfatidylserinu, syntéza, funkce, umístění

4569
Philip Kelley

The fosfatidylserin Je to lipid patřící do rodiny fosfolipidů a do skupiny glycerolipidů nebo fosfoglyceridů, které jsou odvozeny od 1,2-diacylglycerol-3-fosfátu. Vzhledem k tomu, že má ve své struktuře aminoskupinu, je považován za amino fosfolipid a je přítomen v membránách eukaryotických i prokaryotických buněk..

Poprvé ho popsal Folch v roce 1941 jako sekundární složku cefalinu v bovinním mozku (komplex mozkových lipidů také tvořený fosfatidylethanolaminem) a v roce 1952 Baer a Maurukas objasnili důležitou část své chemické struktury.

Obecné schéma fosfolipidů. (1) Hydrofilní hlava, (2) Hydrofobní zbytky, (A) Fosfatidylcholin, (B) Fosfatidylethanolamin, (C) Fosfatidylserin a (D) Schéma fosfatidylglycerolu (Zdroj: Foobar [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons) .org / license / by-sa / 3.0 /)] přes Wikimedia Commons)

U eukaryot tento fosfolipid představuje mezi 3 a 15% membránových fosfolipidů a rozdíly v jeho množství závisí na organismu, typu tkáně, typu dané buňky a dokonce i na okamžiku jejího vývoje..

Různé studie potvrdily, že chybí v mitochondriích eukaryot, ale jeho přítomnost byla hlášena v buněčných membránách mnoha bakterií, ačkoli biosyntetické cesty jeho syntézy v těchto organismech jsou odlišné..

Distribuce tohoto fosfolipidu v buněčných membránách v podstatě závisí na enzymech, které jsou odpovědné za jeho produkci, a jeho pohyb (translokace) mezi membránovými monovrstvy závisí na působení amino fosfolipid-flipáz (v kvasinkách) a scramblease. A translocases (u savců).

Je to nezbytný lipid pro mnoho buněk nervového systému, a to do takové míry, že nyní byly vyvinuty doplňky výživy, které jej zahrnují do svých formulací, aby zlepšily určité kapacity mozku a zabránily degeneraci ostatních..

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Syntéza
    • 2.1 U prokaryot
    • 2.2 V kvasnicích
    • 2.3 U vyšších eukaryot (rostlin a živočichů)
  • 3 funkce
    • 3.1 Na povrchu buňky
    • 3.2 Uvnitř cely
  • 4 Kde se nachází?
  • 5 Výhody jeho příjmu
  • 6 Kontraindikace
  • 7 Reference

Struktura

Fosfatidylserin je glycerofosfolipid a jako takový je odvozen od molekuly 1,2-diacylglycerol 3-fosfátu, tj. Od molekuly glycerolu, která má na svých uhlících 1 a 2 dva řetězce esterifikovaných mastných kyselin a na uhlíku 3 má fosfátovou skupinu.

Struktura fosfatidylserinu (Zdroj: Zirgouflex [Public domain] prostřednictvím Wikimedia Commons)

Stejně jako všechny lipidy je fosfatidylserin amfipatická molekula s hydrofilním polárním koncem představovaným fosfátovou skupinou a serinem, který se na ni váže, a hydrofobním nepolárním koncem složeným z řetězců mastných kyselin spojených esterovými vazbami..

Název "fosfatidylserin" se týká všech možných kombinací mastných kyselin, různých délek a stupňů nasycení, které jsou připojeny k glycerolovému páteři, který má serin připojený k fosfátové skupině na polární hlavě..

Syntéza

U prokaryot

U prokaryot je fosfatidylserin produkován enzymy fosfatidylserin syntetázy, které se spojují s plazmatickou membránou nebo s ribozomálními frakcemi, v závislosti na tom, zda se jedná o gramnegativní nebo grampozitivní bakterie..

Syntéza fosfatidylserinu v těchto mikroorganismech je regulována a závisí na typu a množství lipidů dostupných v místě, kde se nachází enzym syntetázy..

V droždí

Kvasinková fosfatidylserin syntetáza syntetizuje fosfatidylserin z reakce mezi CDP-diacylglycerolem a serinem za vzniku fosfatidylserinu a CMP. Tento fosfolipid je v těchto organismech důležitým meziproduktem při syntéze fosfatidylcholinu a fosfatidylethanolaminu..

Tato reakce je regulována intracelulárními koncentracemi inositolu, který má inhibiční účinky na enzym. Jiné mechanismy zahrnují přímou fosforylaci syntetázy nebo nějakého regulačního enzymu, který se účastní biosyntetické dráhy..

U vyšších eukaryot (rostlin a zvířat)

V organismech, jako jsou rostliny a zvířata (někteří autoři považují za vyšší eukaryoty), dochází k syntéze fosfatidylserinu prostřednictvím reakce výměny báze závislé na vápníku prostřednictvím enzymů spojených s endoplazmatickým retikulem..

V tomto typu reakce jsou fosfolipidy syntetizovány z již existujících fosfolipidů, ze kterých je odstraněna polární skupina a vyměněna s molekulou L-serinu..

V rostlinách existují dvě fosfatidylserin syntetázy: jedna, která katalyzuje reakci změny báze závislou na vápníku, a druhá, která katalyzuje reakci podobnou té, která se vyskytuje v kvasinkách z CDP-diacylglycerolu..

Savci také vlastní dvě fosfatidylserin syntetázy: jedna katalyzuje syntézu fosfatidylserinu prostřednictvím výměnné reakce mezi fosfatidylethanolaminem a serinem a druhá dělá totéž, ale za použití fosfatidylcholinu jako základního substrátu..

Funkce

Fosfatidylserin se nachází ve všech typech eukaryotických buněk; a u savců se ukázalo, že i když není ve všech tkáních stejně hojný a nejedná se o jeden z fosfolipidů, který se vyskytuje ve větším poměru, je nezbytný pro přežití buněk.

Řetězy mastných kyselin spojené s molekulami fosfatidylserinu v buňkách nervového systému mnoha obratlovců hrají zásadní roli pro fungování tohoto.

Na povrchu buňky

Kromě svých strukturálních funkcí pro vytváření biologických membrán znamená „redistribuce“ fosfatidylserinu začátek mnoha fyziologických procesů na buněčné úrovni u savců, takže lze říci, že je zapojen do různých buněčných signálních procesů.

Příkladem těchto procesů je srážení krve, kdy je fosfatidylserin translokován směrem k vnější monovrstvě plazmatické membrány krevních destiček, což přispívá k akumulaci různých koagulačních faktorů směrem k povrchu těchto buněk..

K podobnému procesu dochází během zrání spermií, ale je považován spíše za „rozptýlení“ asymetrické distribuce tohoto fosfolipidu (který obohacuje vnitřní povrch plazmatické membrány)..

Počáteční události programované buněčné smrti (apoptóza) jsou také charakterizovány expozicí molekul fosfatidylserinu na buněčný povrch, který "označuje" apoptotické buňky pro trávení fagocytujícími buňkami nebo makrofágy..

Uvnitř cely

Intracelulární funkce fosfatidylserinu úzce souvisí s jeho mírně kationtovými vlastnostmi, protože se díky svému náboji může asociovat s různými periferními proteiny, které mají záporně nabité oblasti..

Z těchto proteinů lze zvýraznit některé kinázy a GTPázy, které se aktivují, jakmile se spojí s daným fosfolipidem..

Fosfatidylserin se podílí na „značení“ některých proteinů, aby je nasměroval k fagozómům v recyklačních nebo degradačních cestách a také na modifikaci katalytické aktivity ostatních.

Ukázalo se, že tvorba určitých iontových kanálů závisí na asociaci proteinů, které je tvoří, s fosfatidylserinem.

Je zdrojem prekurzorů pro syntézu dalších fosfolipidů, jako je fosfatidylethanolamin, který může vznikat dekarboxylací fosfatidylserinu (fosfatidylserin je prekurzorem mitochondriálního fosfatidylethanolamin)..

Kde se to nachází?

Fosfatidylserin, stejně jako většina fosfolipidů, se nachází téměř ve všech buněčných membránách a obohacuje buněčné membrány nervových tkání; a v oku je obzvláště hojný v sítnici.

V buňkách, kde se nachází, ve větší či menší míře se obvykle nachází ve vnitřní monovrstvě plazmatické membrány a v endosomech, ale v mitochondriích je vzácný.

Jak je popsáno v roce 1941, je fosfatidylserin spolu s fosfatidylethanolaminem součástí látky známé jako cephalin v mozku mnoha savců..

Výhody jeho příjmu

Význam fosfatidylserinu pro fungování nervového systému byl rozsáhle studován a po několik desetiletí se má za to, že jeho příjem může být prospěšný pro zdraví centrálního nervového systému..

Několik studií dospělo k závěru, že přidání fosfatidylserinu do stravy jako doplňku výživy může mít pozitivní vliv na zlepšení paměti, učení, koncentrace a snížení nálady související s věkem nebo stárnutím.

Předpokládá se, že zabrání ztrátě paměti a dalším kognitivním činnostem, jako je uvažování, abstraktní myšlení, psychomotorické poškození, změny osobnosti a chování a další důležité duševní funkce.

V některých konkrétnějších studiích u pacientů s problémy s pamětí příjem fosfatidylserinu přímo přispěl k poznávání jmen a tváří, vyvolání jmen a tváří a rozpoznávání obličeje.

Přirozeným zdrojem tohoto fosfolipidu jsou ryby. Druhy pravidelně obsažené v doplňcích výživy se však získávají z mozkové kůry skotu nebo ze sójových bobů..

Oba typy fosfolipidů plní stejné funkce, liší se však charakteristikami mastných kyselin jejich nepolárních ocasů..

Rovněž bylo navrženo, že nemembránový asociovaný fosfatidylserin užívaný jako doplněk (exogenní) může přispívat k buněčné obraně před oxidačním stresem.

Kontraindikace

První studie a klinické studie prováděné s tímto fosfolipidem jako doplňkem výživy odhalily, že jeho intramuskulární podání může způsobit podráždění a „popáleniny“ a že jeho intravenózní podání nemá žádné známé nežádoucí účinky..

Při perorálním podání se zdá, že je to bezpečná droga, ale v dávkách vyšších než 600 mg podávaných těsně před spaním může způsobit nespavost. Zprávy však naznačují, že je bezpečný a účinný, zejména pokud je kombinován se zdravým životním stylem, který zahrnuje fyzické cvičení a správnou výživu..

Ačkoli velké množství studií prokázalo, že požití tohoto fosfolipidu nevede ke škodlivým změnám v biochemii krve, jedna z možných kontraindikací souvisí s přenosem infekčních onemocnění, jako je spongiformní encefalopatie, v důsledku konzumace mozkových extraktů kontaminovaných priony.

Reference

  1. Garrett, R. a Grisham, C. (2010). Biochemie (4. vydání). Boston, USA: Brooks / Cole. Učení CENGAGE.
  2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). Vliv fosfatidylserinu odvozeného od sóji na poznávání při stárnutí paměti. Nutriční neurovědy, 4, 121-134.
  3. Kidd, P. M. (1996). Fosfatidylserin; Membránová živina pro paměť. Klinické a mechanické hodnocení. Recenze alternativní medicíny, 1(2), 70-84.
  4. Kingsley, M. (2006). Účinky suplementace fosfatidylserinu na cvičení člověka, 36(8), 657-669.
  5. Luckey, M. (2008). Membránová strukturní biologie: s biochemickými a biofyzikálními základy. Cambridge University Press.
  6. Segawa, K. a Nagata, S. (2015). Apoptotický signál „Sněz mě“: Expozice fosfatidylserinu. Trendy v buněčné biologii, 1-12.
  7. Vance, J. E. (2008). Fosfatidylserin a fosfatidylethanolamin v buňkách savců: dva metabolicky příbuzné aminofosfolipidy. Journal of Lipid Research, 49(7), 1377-1387.
  8. Vance, J. E., & Steenbergen, R. (2005). Metabolismus a funkce fosfatidylserinu. Pokrok ve výzkumu lipidů, 44, 207-234.
  9. Vance, J. E. a Tasseva, G. (2013). Tvorba a funkce fosfatidylserinu a fosfatidylethanolaminů v buňkách savců. Biochimica et Biophysica Acta - molekulární a buněčná biologie lipidů, 1831(3), 543-554.

Zatím žádné komentáře