ФОСФАТИДИЛИНОЗИТОЛ: СТРУКТУРА, ФОРМАЦИЈА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Фосфатидилинозитол је фосфолипида породица глицерофосфолипид или пхоспхоглицеридес, који су присутни у биолошким мембранама. Он чини око 10% укупног садржаја фосфолипида у просечној ћелији.

Чест је на унутрашњој страни плазма мембране многих еукариота и прокариота. Код сисара и других кичмењака, посебно обогаћује мембране можданих ћелија; и управо су их Фолцх и Воолеи 1942. први пут приметили у тим ткивима.

Класични приказ фосфатидилинозитола (Извор: НЕУРОтикер виа Викимедиа Цоммонс)

Њезину хемијску структуру, као и неке од њених фосфорилираних деривата, утврдила је Баллоуова истраживачка група између 1959 и 1961.

Има важне структурне функције, повезане са његовом обиљем у мембранама, али је такође важан извор других гласника који имају важне импликације на ћелијске процесе сигнализације који су потакнути бројним и разноврсним посебним стимулусима.

Његов гликозилирани облик учествује у ковалентној модификацији протеина што им омогућава да се вежу за мембране кроз липидне структуре које се називају ГПИ (гликозилфосфатидилинозитол) „сидри“.

Структура

Као и већина мембранских липида, фосфатидилинозитол је амфипатски молекул, то јест, молекул са хидрофилним поларним крајем и хидрофобним неполарним крајем.

Његова општа структура заснива се на 3-фосфатној окосници 1,2-диацил глицерола, где два ланца масне киселине естерификована у угљеницима на позицијама 1 и 2 представљају аполарне репове, а фосфатна група везана за групу " глава “, представља поларну регију.

Главна група: инозитол

Молекул инозитола везан преко фосфодиестерске везе на фосфатну групу на угљену на положају 3 молекула глицерола представља „главну“ групу овог фосфолипида.

Инозитол је дериват циклохексана који има све атоме угљеника (6) од којих је сваки повезан са хидроксилном групом. Може потицати из намирница које се конзумирају у исхрани, путем синтезе де ново или из властите рециклаже. Ћелије мозга, као и друга ткива у мањем обиму, производе га из 6-фосфата глукозе.

Структура многих деривата фосфатидилинозитола није ништа друго до молекул фосфатидилинозитола коме су додане фосфатне групе у неким од хидроксилних група инозитолног дела.

Аполарни репови

Ланац угљоводоника у аполарним реповима може да има различите дужине од 16 до плус или минус 24 атома угљеника, зависно од организма о коме је реч.

Ови ланци могу бити засићени (једноструке везе угљеник-угљеник) или незасићени (двоструке везе угљеник-угљеник; мононезасићене или полинезасићене) и, попут осталих фосфолипида добијених из фосфатидне киселине, масне киселине у положају Ц2 глицерол 3-фосфата обично је незасићен.

Ови липиди обично имају ланце масних киселина који одговарају стеаринској и арахидонској киселини, са 18 и 20 атома угљеника, један засићени, а други незасићени.

обука

Фосфатидилинозитол се, као и други фосфолипиди, формира из фосфатидне киселине, једноставног фосфолипида чију структуру карактеришу два аполарна репа и поларна глава састављена само од фосфатне групе везане на угљеник на положају 3 глицерола.

Де ново синтеза

За де ново формирање фосфатидилинозитола, фосфатидинска киселина реагује са ЦТП (цитидин трифосфатом), високоенергетским молекулом аналогним АТП-у, и формира ЦДП-диацилглицерол, који је чест прекурсор на путу фосфатидилинозитола и његових деривата, фосфатидилглицерол и дифосфатидилглицерол или кардиолипин.

Реакција о којој је реч катализује ензим ЦДП-диацилглицерол синтаза, који има двоструку субћелијску локацију која укључује микросомалну фракцију и унутрашњу митохондријску мембрану.

Фосфатидилинозитол настаје после реакције кондензације између молекула инозитола и молекула ЦДП-диацилглицерола који је резултат претходног корака.

Овај корак катализује фосфатидилинозитол-синтаза (ЦДП-диацилглицерол: миоинозитол-3-фосфатидил-трансфераза), ензим повезан са мембраном ендоплазматског ретикулума ћелија сисара.

Реакција која представља ограничавајући корак овог процеса је заправо стварање инозитола из глукозног 6-фосфата, који се мора одвијати "узводно" од биосинтетског пута.

Синтеза његових деривата

Фосфорилирани деривати фосфатидилинозитола производе се групом ензима названих фосфатидилинозитол киназе, који су одговорни за везивање фосфатних група на хидроксилне групе инозитолског дела матичног липида.

Карактеристике

Структурни

Као фосфатидилсерин и фосфатидилглицерол, фосфатидилинозитол служи вишеструким функцијама. Има важне структурне импликације, јер је део липидних слојева који чине различите и мултифункционалне биолошке мембране.

Многи протеини се „везују“ за ћелијске мембране кроз такозване „ГПИ сидре“, који нису ништа друго до гликозилирани деривати фосфатидилинозитола који обезбеђују протеинима хидрофобно „сидро“ које их подржава на површини ћелије. мембрана.

Неки протеини цитоскелета везују се на фосфорилиране деривате фосфатидилинозитола, а ова врста липида служи и као језгро за формирање протеинских комплекса који учествују у егзоцитози.

Код ћелијске сигнализације

На пример, њени деривати су други гласници у многим сигналним процесима повезаним са хормонима код сисара.

Два најважнија секундарна гласника који потичу из оног што се назива „системом фосфатидилинозитола осетљивог на хормона“ су инозитол 1,4,5-трифосфат (ИП3 или инозитол трифосфат) и диацилглицерол који испуњавају различите функције. доле ”на водопаду.

ИП3 је укључен у каскаду хормонске сигнализације коју користе други мессенгер системи као што је адреналин.

Инозитол је растворљив гласник који врши своје функције у цитосолу, док је диацилглицерол растворљив у мастима и остаје везан у мембрани, где такође делује као гласник.

На исти начин у биљкама је утврђено да фосфорилирани деривати фосфатидилинозитола такође имају важне функције у каскадним ћелијским сигналима.

Референце

1. Антонссон, Б. (1997). Фосфатидилинозитол-синтаза из ткива сисара. Биоцхимица ет Биопхисица Ацта.
2. Луцкеи, М. (2008). Мембранска структурна биологија: са биохемијским и биофизичким основама. Цамбридге Университи Пресс.
3. Мурраи, Р., Бендер, Д., Ботхам, К., Кеннелли, П., Родвелл, В., & Веил, П. (2009). Харпер'с Иллустратед Биоцхемистри (28. изд.). МцГрав-Хилл Медицал.
4. Нелсон, ДЛ и Цок, ММ (2009). Лехнингерови принципи биохемије. Омега издања (5. изд.).
5. Ванце, ЈЕ и Ванце, ДЕ (2008). Биохемија липида, липопротеина и мембрана. У новој свеобухватној биохемији, свезак 36 (четврто издање). Елсевиер.