Фосфолипиды принадлежат к семейству липидов биологических полимеров. Фосфолипид состоит из двух жирных кислот, единицы глицерина, фосфатной группы и полярной молекулы. Область полярной головки в фосфатной группе молекулы является гидрофильной (притягивается к воде), в то время как хвост жирной кислоты является гидрофобным (отталкивается водой). При помещении в воду фосфолипиды ориентируются в бислой, в котором неполярная хвостовая область обращена к внутренней области бислоя. Область полярной головки обращена наружу и взаимодействует с жидкостью.
Фосфолипиды являются основным компонентом клеточных мембран, которые окружают цитоплазму и другое содержимое клетки. Фосфолипиды образуют липидный бислой, в котором их гидрофильные участки головы спонтанно располагаются так, чтобы быть обращенными к водному цитозолю и внеклеточной жидкости, в то время как их гидрофобные участки хвоста обращены в сторону от цитозоля и внеклеточной жидкости. Липидный бислой является полупроницаемым, что позволяет только определенным молекулам диффундировать через мембрану, чтобы войти в клетку или выйти из нее. Крупные органические молекулы, такие как нуклеиновые кислоты, углеводы и белки, не могут диффундировать через липидный бислой. Большим молекулам избирательно разрешается вход в клетку через трансмембранные белки, которые проходят через липидный бислой.
Функция
Фосфолипиды – очень важные молекулы, поскольку они являются жизненно важным компонентом клеточных мембран. Они помогают клеточным мембранам и мембранам, окружающим органеллы, быть гибкими, а не жесткими. Эта текучесть способствует образованию пузырьков, которые позволяют веществам входить в клетку или выходить из нее посредством эндоцитоза и экзоцитоза. Фосфолипиды также действуют как сайты связывания белков, которые связываются с клеточной мембраной. Фосфолипиды – важные компоненты тканей и органов, включая мозг и сердце. Они необходимы для правильного функционирования нервной системы, пищеварительной системы и сердечно-сосудистой системы. Фосфолипиды используются в межклеточной коммуникации, поскольку они участвуют в сигнальных механизмах, запускающих такие действия, как свертывание крови и апоптоз.
Типы фосфолипидов
Не все фосфолипиды одинаковы, поскольку они различаются по размеру, форме и химическому составу. Различные классы фосфолипидов определяются типом молекулы, которая связана с фосфатной группой. Типы фосфолипдов, которые участвуют в образовании клеточных мембран, включают: фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин и фосфатидилинозитол.
Фосфатидилхолин (PC) – самый распространенный фосфолипид в клетке. мембраны. Холин связан с фосфатной головной частью молекулы. Холин в организме в основном получают из фосфолипидов ПК. Холин является предшественником нейромедиатора ацетилхолина, который передает нервные импульсы в нервной системе.. ПК структурно важен для мембран, поскольку он помогает поддерживать форму мембраны. Это также необходимо для правильного функционирования печени и всасывания липидов. Фосфолипиды ПК являются компонентами желчи, способствуют перевариванию жиров и способствуют доставке холестерина и других липидов к органам тела.
Фосфатидилэтаноламин (PE) молекула этаноламина присоединена к фосфатной головной области этого фосфолипида. Это второй по распространенности фосфолипид клеточной мембраны. Небольшой размер головной группы этой молекулы облегчает расположение белков внутри мембраны. Это также делает возможными процессы слияния мембран и почкования. Кроме того, PE является важным компонентом митохондриальных мембран.
Фосфатидилсерин (PS) имеет аминокислоту серин, связанную с фосфатной головной областью молекулы. Обычно он ограничен внутренней частью клеточной мембраны, обращенной к цитоплазме. Фосфолипиды PS играют важную роль в передаче сигналов клетками, поскольку их присутствие на поверхности внешней мембраны умирающих клеток сигнализирует макрофагам о необходимости их переваривания. PS в тромбоцитах крови способствует процессу свертывания крови.
Фосфатидилинозит реже обнаруживается в клеточных мембранах, чем PC, PE или PS. Инозитол связан с фосфатной группой в этом фосфолипиде. Фосфатидилинозитол содержится во многих типах клеток и тканях, но особенно много в мозге. Эти фосфолипиды важны для образования других молекул, которые участвуют в передаче сигналов клетки и помогают связывать белки и углеводы с внешней клеточной мембраной.
Ключевые выводы
- Фосфолипиды состоят из ряда компонентов, включая две жирные кислоты, глицериновую единицу, фосфатную группу и полярную молекулу. С точки зрения полимеров, фосфолипиды относятся к семейству липидов.
- Полярная область (голова) в фосфатной группе фосфолипидов притягивается к воде. Хвост жирных кислот отталкивается водой.
- Фосфолипиды являются основным и жизненно важным компонентом клеточных мембран. Они образуют липидный бислой.
- В липидном бислое гидрофильные головки располагаются так, чтобы быть обращенными как к цитозолю, так и к внеклеточной жидкости. Гидрофобные хвосты обращены как от цитозоля, так и от внеклеточной жидкости.
- Фосфолипиды различаются по размеру, форме и химическому составу. Тип молекулы, которая связана с фосфатной группой фосфолипидов, определяет ее класс.
- Существует четыре основных типа фосфолипидов, которые участвуют в образовании клеточной мембраны: фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, и фосфатидилинозит.
Источники
- Келли, Карен и Рене Джейкобс. “Биосинтез фосфолипидов. “ Синтез триацилглицерина растений – библиотека липидов AOCS , lipidlibrary.aocs.org/Biochemistry/content.cfm?ItemNumber=39191.