ФОСФАТИДИЛСЕРИН: СТРУКТУРА, СИНТЕЗА, ФУНКЦИЈЕ, ЛОКАЦИЈА - БИОЛОГИЈА - 2025

Фосфатидилсерин је липид припада породици фосфолипида и глицеролипидс група или пхоспхоглицеридес, изведен из 1,2-диацил глицерол 3-фосфат. Пошто у својој структури има амино групу, сматра се амино фосфолипидом и присутан је у мембранама и еукариотских и прокариотских ћелија.

Фолцх је први пут описао 1941. године као секундарну компоненту цефалина у мозгу говеда (липидни комплекс мозга који је такође сачињен од фосфатидилетаноламина), а 1952., Баер и Маурукас су разјаснили важан део његове хемијске структуре.

Општа шема фосфолипида. (1) Хидрофилне главе, (2) Хидрофобни репови, (А) Фосфатидилхолин, (Б) Фосфатидилетаноламин, (Ц) Фосфатидилсерин и (Д) Шема фосфатидилглицерола (Извор: Фообар преко Викимедиа Цоммонс)

У еукариотама овај фосфолипид представља између 3 и 15% мембранских фосфолипида, а варијације у његовом обиљу зависе од организма, врсте ткива, врсте ћелије у којој је реч и чак од тренутка њеног развоја. .

Различите студије су потврдиле да он није присутан у митохондријама еукариота, али је пријављено његово присуство у ћелијским мембранама многих бактерија, мада су биосинтетски путеви његове синтезе у тим организмима различити.

Расподела овог фосфолипида у ћелијским мембранама у суштини зависи од ензима који су одговорни за његову производњу и његово кретање (транслокација) између мембранских монопласта зависи од деловања амино фосфолипид-флипаза (у квасцу) и сцрамбласес. и транслоказе (код сисара).

То је есенцијални липид за многе ћелије нервног система, до те мере да су сада развијени додаци исхрани који га укључују у своје формулације са циљем да побољшају одређене могућности мозга и спрече дегенерацију других.

Структура

Фосфатидилсерин је глицерофосфолипид и као такав потиче из молекула 1,2-диацил глицерола 3-фосфата, односно из молекула глицерола који на својим угљенима 1 и 2 и на угљенику 3 има два естерификована ланца масних киселина. има фосфатну групу.

Структура фосфатидилсерина (Извор: Зиргоуфлек преко Викимедиа Цоммонс)

Као и сви липиди, фосфатидилсерин је амфипатски молекул, са хидрофилним поларним концем представљеним фосфатном групом и серином који се на њега веже, и хидрофобним аполарним крајем, састављеним од ланца масних киселина повезаних естерских везама.

Назив "фосфатидилсерин" односи се на све могуће комбинације масних киселина, различитих дужина и степена засићења, које су везане за глицеролну кичму која има серин везан за фосфатну групу на поларној глави.

Синтеза

У прокариоте

У прокариотима фосфатидилсерин се производи ензимима фосфатидилсерин синтетазе који се повезују са мембраном плазме или са рибосомалним фракцијама, зависно од тога да ли је то Грам негативна или Грам позитивна бактерија.

Синтеза фосфатидилсерина у овим микроорганизмима је регулисана и зависи од врсте и количине липида на месту где се налази ензим синтетаза.

У квасцима

Фосфатидилсерин синтетаза квасца синтетизује фосфатидилсерин из реакције ЦДП-диацилглицерола и серина, стварајући фосфатидилсерин и ЦМП. Овај фосфолипид у овим организмима је важан интермедијер у синтези фосфатидилхолина и фосфатидилетаноламина.

Ова реакција је регулисана унутарћелијским концентрацијама инозитола, који има инхибиторно дејство на ензим. Други механизми укључују директно фосфорилацију синтетазе или неког регулаторног ензима који учествује у биосинтетском путу.

Код виших еукариота (биљака и животиња)

У организмима као што су биљке и животиње (које неки аутори сматрају вишим еукариотама) синтеза фосфатидилсерина одвија се реакцијом размене базе калцијума, ензимима повезаним са ендоплазматским ретикулумом.

У овој врсти реакције, фосфолипиди се синтетишу из постојећих фосфолипида, из којих се уклања поларна група и размењују се молекулом Л-серина.

У биљкама постоје две фосфатидилсерин синтетазе: једна која катализује реакцију промене базе зависне од калцијума и друга која катализује у реакцији сличној оној која се дешава у квасцу из ЦДП-диацилглицерола.

Сисари такође поседују две фосфатидилсерин синтетазе: једна катализује синтезу фосфатидилсерина реакцијом размене фосфатидилетаноламина и серина, а друга чини исто, али користећи фосфатидилхолин као основни супстрат.

Карактеристике

Фосфатидилсерин се налази у свим врстама еукариотских ћелија; а код сисара је показано да, иако није подједнако обилна у свим ткивима и није један од фосфолипида који се налазе у највећем удјелу, неопходан је за опстанак ћелија.

Ланци масних киселина повезани са молекулама фосфатидилсерина у ћелијама нервног система многих кичмењака играју фундаменталну улогу у функционисању нервног система.

На ћелијској површини

Поред његових структурних функција за успостављање биолошких мембрана, „редистрибуција“ фосфатидилсерина означава почетак бројних физиолошких процеса на ћелијском нивоу код сисара, па би се могло рећи да је он укључен у различите ћелијске процесе сигнализације.

Примери ових процеса су коагулација крви где се фосфатидилсерин премешта према спољњем моноласту плазма мембране тромбоцита, што доприноси накупљању различитих фактора коагулације према површини ових ћелија.

Сличан процес се дешава током сазревања ћелија сперме, али се доживљава више као „дисипација“ асиметричне дистрибуције овог фосфолипида (која обогаћује унутрашњу површину плазма мембране).

Почетни догађаји програмиране ћелијске смрти (апоптоза) такође су окарактерисани излагањем молекула фосфатидилсерина површини ћелије, што „обележава“ апоптотичке ћелије за варење фагоцитним ћелијама или макрофагама.

Унутар ћелије

Интраћелијске функције фосфатидилсерина уско су повезане с његовим благо катионским карактеристикама, јер се помоћу набоја може повезати са различитим периферним протеинима који имају негативно набијене области.

Међу тим протеинима могу се истакнути неке киназе и ГТПазе, које се активирају када се повезују са предметним фосфолипидом.

Фосфатидилсерин учествује у "обележавању" неких протеина да би их усмерио ка фагозомима у рециклирању или деградацији, као и у модификацији каталитичке активности других.

Показано је да формирање одређених јонских канала зависи од повезаности протеина који их чине са фосфатидилсерином.

Извор је прекурсора за синтезу других фосфолипида, попут фосфатидилетаноламина, који се могу формирати из декарбоксилације фосфатидилсерина (фосфатидилсерин је прекурсор митохондријског фосфатидилетаноламина).

Где се налази?

Фосфатидилсерин се, попут већине фосфолипида, налази у готово свим ћелијским мембранама и обогаћује ћелијске мембране нервних ткива; а код ока посебно обилује мрежницом.

У ћелијама у којима се налази у већој или мањој мери он се обично налази у унутрашњем моноласту плазма мембране и у ендосомима, али је то ретко у митохондријама.

Као што је описано 1941. године, заједно са фосфатидилетаноламином, фосфатидилсерин је део супстанце познате као цефалин у мозгу многих сисара.

Предности његовог уноса

Значај фосфатидилсерина у функционисању нервног система детаљно је проучаван и већ неколико деценија сматра се да његов унос може бити користан за здравље централног нервног система.

Неколико студија закључило је да додавање фосфатидилсерина у исхрани као додатак исхрани може имати позитивне ефекте на побољшање памћења, учења, концентрације и пада расположења повезаних са старењем или старењем.

Сматра се да спречава губитак памћења и друге когнитивне активности као што су резоновање, апстрактно размишљање, психомоторно оштећење, промене у личности и понашању и друге важне менталне функције.

У неким специфичнијим студијама о пацијентима који имају проблема са памћењем, унос фосфатидилсерина директно је допринео учењу имена и лица, опозивању имена и лица и препознавању лица.

Природни извор овог фосфолипида је риба. Међутим, врсте које се редовно укључују у додатке исхрани, добијају се из мождане коре говеда или из соје.

Обе врсте фосфолипида испуњавају исте функције, али се разликују у карактеристикама масних киселина њихових аполарних репова.

Такође се сугерише да фосфатидилсерин који није повезан са мембраном узет као додатак (егзогени) може допринети ћелијској одбрани против оксидативног стреса.

Контраиндикације

Прве студије и клиничка испитивања са овим фосфолипидом као додатком исхрани, открила су да његова интрамускуларна примјена може изазвати иритацију и „опекотине“, као и да његова интравенска примена нема познате штетне ефекте.

Уз помоћ оралне примене, чини се да је то сигуран лек, али у дозама већим од 600 мг примењених пре спавања може изазвати несаницу. Међутим, извештаји указују да је безбедан и ефикасан, поготово ако се комбинује са здравим начином живота, који укључује физичку вежбу и добру исхрану.

Иако је велики број студија показао да унос овог фосфолипида не производи штетне промене у биохемији крви, једна од могућих контраиндикација односи се на пренос заразних болести попут спонгиформне енцефалопатије услед конзумирања мозак екстраката контаминираних прионима.

Референце

1. Гарретт, Р., и Грисхам, Ц. (2010). Биохемија (4. изд.). Бостон, САД: Броокс / Цоле. ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Јориссен, Б., Броунс, Ф., ван Боктел, М., Пондс, Р., Верхеи, Ф., & Јоллес, Ј. (2002). Утицај фосфатидилсерина на основу соје на когницију у оштећењу памћења повезаног са старошћу. Нутриционал Неуросциенце, 4, 121–134.
3. Кидд, ПМ (1996). Фосфатидилсерин; Мембрански храњиви састојак за меморију. Клиничка и механичка процена. Преглед алтернативне медицине, 1 (2), 70–84.
4. Кингслеи, М. (2006). Утицај суплементације фосфатидилсерином на људе који вежбају, 36 (8), 657–669.
5. Луцкеи, М. (2008). Мембранска структурна биологија: са биохемијским и биофизичким основама. Цамбридге Университи Пресс.
6. Сегава, К., и Нагата, С. (2015). Апоптотски сигнал „Поједи ме“: Изложеност фосфатидилсерину. Трендови у ћелијској биологији, 1–12.
7. Ванце, ЈЕ (2008). Фосфатидилсерин и фосфатидилетаноламин у ћелијама сисара: два метаболично повезана аминофосфолипида. Јоурнал оф Липид Ресеарцх, 49 (7), 1377-1387.
8. Ванце, ЈЕ, & Стеенберген, Р. (2005). Метаболизам и функције фосфатидилсерина. Напредак у Липид Ресеарцх, 44, 207-234.
9. Ванце, ЈЕ и Тассева, Г. (2013). Формирање и функција фосфатидилсерина и фосфатидилетаноламина у ћелијама сисара. Биоцхимица ет Биопхисица Ацта - Молекуларна и ћелијска биологија липида, 1831 (3), 543–554.