- โครงสร้าง
- กลุ่มหัว: ทอ
- หาง Apolar
- การอบรม
- การสังเคราะห์ De novo
- การสังเคราะห์อนุพันธ์
- คุณสมบัติ
- โครงสร้าง
- ในการส่งสัญญาณของเซลล์
- อ้างอิง
ฟอสฟาติดิลโนซิทอลเป็นตระกูลฟอสโฟลิปิดของกลีเซอโรฟอสโฟลิปิดหรือฟอสโฟกลีเซอไรด์ซึ่งมีอยู่ในเยื่อชีวภาพ ประกอบด้วยประมาณ 10% ของปริมาณฟอสโฟลิปิดทั้งหมดในเซลล์โดยเฉลี่ย
เป็นเรื่องปกติที่ด้านในของเยื่อหุ้มพลาสมาของยูคาริโอตและโปรคาริโอตจำนวนมาก ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเสริมสร้างเยื่อหุ้มเซลล์สมอง และในเนื้อเยื่อเหล่านี้พบครั้งแรกโดย Folch และ Wooley ในปีพ. ศ. 2485
การแสดงฟอสฟาติดิลโนซิตอลแบบคลาสสิก (ที่มา: NEUROtiker ผ่าน Wikimedia Commons)
โครงสร้างทางเคมีเช่นเดียวกับอนุพันธ์ของ phosphorylated ถูกกำหนดโดยกลุ่มวิจัยของ Ballou ระหว่างปีพ. ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2504
มันมีหน้าที่โครงสร้างที่สำคัญเกี่ยวข้องกับความอุดมสมบูรณ์ในเยื่อหุ้มเซลล์ แต่ยังเป็นแหล่งสำคัญของผู้ส่งสารลำดับที่สองที่มีผลกระทบที่สำคัญในกระบวนการส่งสัญญาณมือถือที่ถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้าพิเศษจำนวนมากและหลากหลาย
รูปแบบของไกลโคไซเลตมีส่วนร่วมในการปรับเปลี่ยนโควาเลนต์ของโปรตีนที่ช่วยให้พวกมันจับกับเยื่อหุ้มผ่านโครงสร้างของไขมันที่เรียกว่า GPI (glycosylphosphatidylinositol) "แองเคอร์"
โครงสร้าง
เช่นเดียวกับไขมันเมมเบรนส่วนใหญ่ phosphatidylinositol เป็นโมเลกุลแอมฟิพาทิกนั่นคือเป็นโมเลกุลที่มีขั้วปลายที่ชอบน้ำและปลายไม่มีขั้วที่ไม่ชอบน้ำ
โครงสร้างทั่วไปของมันขึ้นอยู่กับกระดูกสันหลัง 1,2-diacyl glycerol 3-phosphate โดยที่สายโซ่กรดไขมันทั้งสองถูกเอสเทอร์ที่คาร์บอนที่ตำแหน่ง 1 และ 2 แสดงถึงหาง apolar และกลุ่มฟอสเฟตที่ติดกับกลุ่ม " หัว” หมายถึงบริเวณขั้วโลก
กลุ่มหัว: ทอ
โมเลกุลของอิโนซิทอลที่ยึดติดผ่านพันธะฟอสโฟไดเซอร์กับกลุ่มฟอสเฟตที่คาร์บอนที่ตำแหน่ง 3 ของโมเลกุลกลีเซอรอลแสดงถึงกลุ่ม "ส่วนหัว" ของฟอสโฟลิปิดนี้
อิโนซิทอลเป็นอนุพันธ์ของไซโคลเฮกเซนที่มีอะตอมของคาร์บอนทั้งหมด (6) แต่ละอะตอมเชื่อมโยงกับกลุ่มไฮดรอกซิล อาจมาจากอาหารที่บริโภคในอาหารจากเส้นทางการสังเคราะห์ de novo หรือจากการรีไซเคิลของตัวเอง เซลล์สมองเช่นเดียวกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ ในระดับที่น้อยกว่าผลิตจากกลูโคส 6 ฟอสเฟต
โครงสร้างของอนุพันธ์ของฟอสฟาติดิลโนซิทอลจำนวนมากไม่มีอะไรมากไปกว่าโมเลกุลฟอสฟาติดิลโนซิทอลที่มีการเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตในกลุ่มไฮดรอกซิลบางส่วนของส่วนทอ
หาง Apolar
โซ่ไฮโดรคาร์บอนของหางอะโพลาร์อาจมีความยาวแตกต่างกันไปตั้งแต่ 16 ถึงบวกหรือลบคาร์บอน 24 อะตอมขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตที่เป็นปัญหา
โซ่เหล่านี้สามารถอิ่มตัว (พันธะเดี่ยวของคาร์บอน - คาร์บอน) หรือไม่อิ่มตัว (พันธะคู่คาร์บอน - คาร์บอนไม่อิ่มตัวเชิงเดี่ยวหรือไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน) และเช่นเดียวกับฟอสโฟลิปิดอื่น ๆ ที่ได้จากกรดฟอสฟาติดิกกรดไขมันในตำแหน่ง C2 ของกลีเซอรอล 3 - ฟอสเฟต โดยปกติจะไม่อิ่มตัว
ไขมันเหล่านี้มักจะมีสายโซ่ของกรดไขมันที่สอดคล้องกับกรดสเตียริกและกรดอะราคิโดนิกซึ่งมีคาร์บอน 18 และ 20 อะตอมหนึ่งอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวอีกตัวหนึ่งตามลำดับ
การอบรม
ฟอสฟาติดิลโนซิทอลเช่นเดียวกับฟอสโฟลิปิดอื่น ๆ เกิดจากกรดฟอสฟาติดิคซึ่งเป็นฟอสโฟลิปิดธรรมดาที่มีโครงสร้างโดดเด่นด้วยหางสองขั้วและส่วนหัวที่มีขั้วประกอบด้วยกลุ่มฟอสเฟตที่ติดกับคาร์บอนที่ตำแหน่ง 3 ของกลีเซอรอล
การสังเคราะห์ De novo
สำหรับการสร้าง de novo ของ phosphatidylinositol กรด phosphatidic จะทำปฏิกิริยากับ CTP (cytidine triphosphate) ซึ่งเป็นโมเลกุลพลังงานสูงที่คล้ายคลึงกับ ATP และรูปแบบ CDP-diacylglycerol ซึ่งเป็นสารตั้งต้นทั่วไปในวิถี phosphatidylinositol และอนุพันธ์ของ phosphatidylglycerol และ diphosphatidylglycerol หรือ cardiolipin
ปฏิกิริยาที่เป็นปัญหาถูกเร่งโดยเอนไซม์ CDP-diacylglycerol synthase ซึ่งมีตำแหน่งย่อยคู่ที่เกี่ยวข้องกับเศษส่วนระดับไมโครและเยื่อไมโทคอนเดรียด้านใน
ต่อมา Phosphatidylinositol เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการควบแน่นระหว่างโมเลกุลอิโนซิทอลกับโมเลกุล CDP-diacylglycerol ซึ่งเป็นผลมาจากขั้นตอนก่อนหน้า
ขั้นตอนนี้เร่งปฏิกิริยาโดย phosphatidylinositol synthase (CDP-diacylglycerol: myoinositol 3-phosphatidyl transferase) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับเมมเบรนของเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกของเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ปฏิกิริยาที่แสดงถึงขั้นตอนที่ จำกัด ของกระบวนการนี้คือการก่อตัวของอิโนซิทอลจากกลูโคส 6 - ฟอสเฟตซึ่งจะต้องเกิดขึ้น "ต้นน้ำ" ของวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพ
การสังเคราะห์อนุพันธ์
อนุพันธ์ phosphorylated ของ phosphatidylinositol ผลิตโดยกลุ่มของเอนไซม์ที่เรียกว่า phosphatidylinositol kinases ซึ่งมีหน้าที่ในการยึดหมู่ฟอสเฟตกับกลุ่มไฮดรอกซิลของส่วนอิโนซิทอลของไขมันแม่
คุณสมบัติ
โครงสร้าง
เช่นเดียวกับ phosphatidylserine และ phosphatidylglycerol phosphatidylinositol ทำหน้าที่หลายอย่าง มันมีผลกระทบทางโครงสร้างที่สำคัญเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของลิพิดบิไลเยอร์ที่ประกอบเป็นเยื่อชีวภาพที่แตกต่างกันและใช้งานได้หลากหลาย
โปรตีนจำนวนมาก "จับ" กับเยื่อหุ้มเซลล์ผ่านสิ่งที่เรียกว่า "แองเคอร์ GPI" ซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าอนุพันธ์ของฟอสฟาติดิลโนซิตไกลโคซิลที่ให้โปรตีนที่มี "สมอ" ที่ไม่ชอบน้ำที่รองรับพวกมันบนผิวของเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์
โปรตีนบางชนิดของโครงร่างโครงกระดูกจะจับกับอนุพันธ์ของฟอสฟาติดิลโนซิทอลที่มีฟอสฟอรัสและลิพิดประเภทนี้ยังทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสสำหรับการสร้างคอมเพล็กซ์ของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิด exocytosis
ในการส่งสัญญาณของเซลล์
ตัวอย่างเช่นอนุพันธ์เป็นสารตัวที่สองในกระบวนการส่งสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับฮอร์โมนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
สารทุติยภูมิที่สำคัญที่สุดสองตัวที่ได้มาจากสิ่งที่เรียกว่า "ระบบฟอสฟาติดิลิโนซิทอลที่ไวต่อฮอร์โมน" คืออิโนซิทอล 1,4,5 ไตรฟอสเฟต (IP3 หรืออิโนซิทอลไตรฟอสเฟต) และไดอะซิลกลีเซอรอลซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ ลง” บนน้ำตก
IP3 มีส่วนเกี่ยวข้องกับน้ำตกการส่งสัญญาณฮอร์โมนที่ใช้โดยระบบผู้ส่งสารที่สองเช่นอะดรีนาลีน
อิโนซิทอลเป็นสารที่ละลายน้ำได้ซึ่งทำหน้าที่ของมันในไซโตซอลในขณะที่ไดอะซิลกลีเซอรอลละลายในไขมันและยังคงถูกผูกไว้ในเมมเบรนซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสารด้วย
ในทำนองเดียวกันในพืชมีการพิจารณาแล้วว่าอนุพันธ์ของฟอสฟาติดิลโนซิตอลที่มีสารฟอสฟาติดิลโนซิทอลมีหน้าที่สำคัญในการส่งสัญญาณลดหลั่นของเซลล์
อ้างอิง
- Antonsson, B. (1997). Phosphatidylinositol synthase จากเนื้อเยื่อของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม Biochimica et Biophysica Acta.
- Luckey, M. (2008). ชีววิทยาโครงสร้างเมมเบรน: ด้วยพื้นฐานทางชีวเคมีและชีวฟิสิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- Murray, R. , Bender, D. , Botham, K. , Kennelly, P. , Rodwell, V. , & Weil, P. (2009) ชีวเคมีในภาพประกอบของ Harper (28th ed.) การแพทย์ McGraw-Hill
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehninger หลักการทางชีวเคมี Omega Editions (ฉบับที่ 5)
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). ชีวเคมีของไขมันไลโปโปรตีนและเมมเบรน In New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4th ed.). เอลส์