PHOSPHATIDYLSERINE: CẤU TRÚC, TỔNG HỢP, CHỨC NĂNG, VỊ TRÍ - SINH HỌC - 2026

Các phosphatidylserine là một lipid thuộc gia đình của các phospholipid và glycerolipids nhóm hoặc phosphoglycerides, xuất phát từ 1,2-diacyl glycerol 3-phosphate. Vì nó có một nhóm amin trong cấu trúc của nó, nó được coi là một phospholipid amin và có trong màng của cả tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ.

Nó được Folch mô tả lần đầu tiên vào năm 1941, như một thành phần phụ của cephalin từ não bò (một phức hợp lipid não cũng được tạo thành từ phosphatidylethanolamine) và vào năm 1952, Baer và Maurukas đã làm sáng tỏ một phần quan trọng trong cấu trúc hóa học của nó.

Sơ đồ tổng quát về photpholipit. (1) Phần đầu ưa nước, (2) Phần đuôi kỵ nước, (A) Phosphatidylcholine, (B) Phosphatidylethanolamine, (C) Phosphatidylserine và (D) Sơ đồ phosphatidylglycerol (Nguồn: Foobar qua Wikimedia Commons)

Ở sinh vật nhân chuẩn, loại phospholipid này chiếm từ 3 đến 15% số phospholipid màng và sự biến đổi về mức độ phong phú của nó phụ thuộc vào sinh vật, loại mô, loại tế bào được đề cập và thậm chí cả thời điểm phát triển của nó. .

Các nghiên cứu khác nhau đã xác minh rằng nó không có trong ty thể của sinh vật nhân chuẩn, nhưng sự hiện diện của nó đã được báo cáo trong màng tế bào của nhiều vi khuẩn, mặc dù các con đường sinh tổng hợp để tổng hợp nó ở những sinh vật này là khác nhau.

Về bản chất, sự phân bố của phospholipid này trong màng tế bào phụ thuộc vào các enzym chịu trách nhiệm sản xuất và sự di chuyển của nó (chuyển vị) giữa các đơn lớp màng phụ thuộc vào hoạt động của amino phospholipid-flipase (trong nấm men) và các scramblases. và chuyển vị (ở động vật có vú).

Nó là một loại lipid thiết yếu cho nhiều tế bào của hệ thần kinh, đến mức các chất bổ sung dinh dưỡng hiện đã được phát triển để đưa nó vào công thức của chúng để cải thiện một số năng lực của não và ngăn ngừa sự thoái hóa của những người khác.

Kết cấu

Phosphatidylserine là một glycerophospholipid và như vậy có nguồn gốc từ phân tử 1,2-diacyl glycerol 3-phosphate, nghĩa là, từ một phân tử glycerol có hai chuỗi axit béo được este hóa trên cacbon 1 và 2 và trên cacbon 3 có một nhóm photphat.

Cấu trúc của phosphatidylserine (Nguồn: Zirgouflex qua Wikimedia Commons)

Giống như tất cả các lipid, phosphatidylserine là một phân tử lưỡng tính, với một đầu phân cực ưa nước được đại diện bởi nhóm phosphate và serine liên kết với nó, và một đầu apolar kỵ nước, bao gồm các chuỗi axit béo liên kết với nhau bằng liên kết este.

Tên "phosphatidylserine" dùng để chỉ tất cả các dạng kết hợp có thể có của các axit béo, có độ dài và mức độ bão hòa khác nhau, được gắn vào xương sống glycerol có serine gắn với nhóm phosphate ở đầu cực.

Tổng hợp

Ở sinh vật nhân sơ

Ở sinh vật nhân sơ, phosphatidylserine được tạo ra bởi các enzym phosphatidylserine synthetases liên kết với màng sinh chất hoặc với các phân đoạn của ribosome, tùy thuộc vào nó là vi khuẩn Gram âm hay Gram dương, tương ứng.

Quá trình tổng hợp phosphatidylserine ở những vi sinh vật này được điều chỉnh và phụ thuộc vào loại và số lượng lipid có sẵn tại nơi tìm thấy enzyme synthetase.

Trong nấm men

Men phosphatidylserine synthetase tổng hợp phosphatidylserine từ phản ứng giữa CDP-diacylglycerol và serine, tạo ra phosphatidylserine và CMP. Trong các sinh vật này, phospholipid này là chất trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp phosphatidylcholine và phosphatidylethanolamine.

Phản ứng này được điều chỉnh bởi nồng độ inositol nội bào, có tác dụng ức chế enzym. Các cơ chế khác liên quan đến sự phosphoryl hóa trực tiếp của enzym synthetase hoặc một số enzym điều hòa có liên quan đến con đường sinh tổng hợp.

Ở sinh vật nhân thực bậc cao (thực vật và động vật)

Ở các sinh vật như thực vật và động vật (được một số tác giả coi là sinh vật nhân thực bậc cao) quá trình tổng hợp phosphatidylserine xảy ra thông qua phản ứng trao đổi bazơ phụ thuộc canxi thông qua các enzym liên kết với lưới nội chất.

Trong loại phản ứng này, các phospholipid được tổng hợp từ các phospholipid đã có từ trước, từ đó nhóm phân cực bị loại bỏ và trao đổi với một phân tử L-serine.

Trong thực vật có hai phosphatidylserine synthetase: một xúc tác cho phản ứng thay đổi bazơ phụ thuộc vào canxi và một xúc tác trong một phản ứng tương tự như xảy ra trong men từ CDP-diacylglycerol.

Động vật có vú cũng sở hữu hai men tổng hợp phosphatidylserine: một loại xúc tác tổng hợp phosphatidylserine bằng phản ứng trao đổi giữa phosphatidylethanolamine và serine và loại kia cũng tương tự, nhưng sử dụng phosphatidylcholine làm chất nền.

Đặc trưng

Phosphatidylserine được tìm thấy trong tất cả các loại tế bào nhân thực; và ở động vật có vú, nó đã được chứng minh rằng, mặc dù nó không có nhiều như nhau trong tất cả các mô và nó không phải là một trong những phospholipid được tìm thấy với tỷ lệ cao nhất, nó rất cần thiết cho sự tồn tại của tế bào.

Các chuỗi axit béo liên kết với các phân tử phosphatidylserine trong tế bào của hệ thần kinh của nhiều loài động vật có xương sống đóng vai trò cơ bản trong hoạt động của hệ thần kinh.

Trên bề mặt tế bào

Ngoài chức năng cấu trúc để thiết lập màng sinh học, sự "tái phân phối" của phosphatidylserine đánh dấu sự khởi đầu của nhiều quá trình sinh lý ở cấp độ tế bào ở động vật có vú, vì vậy có thể nói rằng nó tham gia vào các quá trình truyền tín hiệu tế bào khác nhau.

Ví dụ về các quá trình này là quá trình đông máu, trong đó phosphatidylserine được chuyển hướng về lớp đơn lớp ngoài của màng sinh chất của tiểu cầu, góp phần tích tụ các yếu tố đông máu khác nhau về phía bề mặt của các tế bào này.

Một quá trình tương tự xảy ra trong quá trình trưởng thành của tế bào tinh trùng, nhưng được coi là sự "tiêu biến" của sự phân bố không đối xứng của phospholipid này (làm giàu bề mặt bên trong của màng sinh chất).

Các sự kiện ban đầu của quá trình chết theo chương trình của tế bào (apoptosis) cũng được đặc trưng bởi sự tiếp xúc của các phân tử phosphatidylserine lên bề mặt tế bào, chúng "đánh dấu" các tế bào apoptotic để các tế bào thực bào hoặc đại thực bào tiêu hóa.

Bên trong phòng giam

Các chức năng nội bào của phosphatidylserine có liên quan chặt chẽ đến các đặc điểm hơi cation của nó, vì thông qua điện tích, nó có thể liên kết với các protein ngoại vi khác nhau có các vùng tích điện âm.

Trong số các protein này, một số kinase và GTPase có thể được đánh dấu, chúng được kích hoạt khi chúng liên kết với phospholipid được đề cập.

Phosphatidylserine tham gia vào quá trình "gắn thẻ" của một số protein để hướng chúng tới các phasome trong các con đường tái chế hoặc phân hủy và cũng trong việc điều chỉnh hoạt tính xúc tác của các protein khác.

Người ta đã chỉ ra rằng sự hình thành các kênh ion nhất định phụ thuộc vào sự liên kết của các protein cấu thành chúng với phosphatidylserine.

Nó là một nguồn tiền chất để tổng hợp các phospholipid khác, chẳng hạn như phosphatidylethanolamine, có thể được hình thành từ quá trình khử carboxyl của phosphatidylserine (phosphatidylserine là tiền chất của phosphatidylethanolamine ty thể).

Nó nằm ở đâu?

Phosphatidylserine, giống như hầu hết các phospholipid, được tìm thấy trong hầu hết các màng tế bào và làm giàu màng tế bào của các mô thần kinh; và, trong mắt, nó đặc biệt nhiều trên võng mạc.

Ở những tế bào mà nó được tìm thấy, ở mức độ lớn hơn hoặc ít hơn, nó thường được tìm thấy ở lớp đơn lớp bên trong của màng sinh chất và trong các ống nội tạng, nhưng nó rất hiếm trong ti thể.

Như được mô tả vào năm 1941, cùng với phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine là một phần của chất được gọi là cephalin trong não của nhiều loài động vật có vú.

Lợi ích của nó

Tầm quan trọng của phosphatidylserine trong hoạt động của hệ thần kinh đã được nghiên cứu rộng rãi và trong vài thập kỷ, người ta đã coi việc hấp thụ nó có thể có lợi cho sức khỏe của hệ thần kinh trung ương.

Một số nghiên cứu đã kết luận rằng việc bổ sung phosphatidylserine trong chế độ ăn uống như một chất bổ sung dinh dưỡng có thể có tác dụng tích cực trong việc cải thiện trí nhớ, học tập, sự tập trung và suy giảm tâm trạng liên quan đến tuổi tác hoặc lão hóa.

Nó được cho là có tác dụng ngăn ngừa mất trí nhớ và các hoạt động nhận thức khác như lý luận, suy nghĩ trừu tượng, suy giảm tâm thần vận động, thay đổi tính cách và hành vi, và các chức năng tâm thần quan trọng khác.

Trong một số nghiên cứu cụ thể hơn trên những bệnh nhân có vấn đề về trí nhớ, việc hấp thụ phosphatidylserine trực tiếp góp phần vào việc học tên và khuôn mặt, nhớ lại tên và khuôn mặt cũng như nhận dạng khuôn mặt.

Nguồn tự nhiên của phospholipid này là cá. Tuy nhiên, các loài thường xuyên được bổ sung dinh dưỡng được lấy từ vỏ não của bò hoặc từ đậu nành.

Cả hai loại phospholipid đều thực hiện các chức năng giống nhau, nhưng khác nhau về đặc điểm của các axit béo ở đuôi cực của chúng.

Người ta cũng cho rằng phosphatidylserine không liên kết màng được dùng như một chất bổ sung (ngoại sinh) có thể góp phần bảo vệ tế bào chống lại stress oxy hóa.

Chống chỉ định

Các nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng đầu tiên được thực hiện với phospholipid này như một chất bổ sung dinh dưỡng cho thấy rằng việc tiêm bắp của nó có thể gây kích ứng và "bỏng", và việc tiêm tĩnh mạch không có tác dụng phụ.

Qua đường uống, nó có vẻ là một loại thuốc an toàn, nhưng với liều lượng cao hơn 600 mg dùng trước khi đi ngủ, nó có thể gây mất ngủ. Tuy nhiên, các báo cáo chỉ ra rằng nó an toàn và hiệu quả, đặc biệt nếu nó được kết hợp với lối sống lành mạnh, bao gồm tập thể dục thể chất và dinh dưỡng tốt.

Mặc dù một số lượng lớn các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiêu thụ phospholipid này không tạo ra những thay đổi có hại trong sinh hóa máu, một trong những chống chỉ định có thể liên quan đến việc chuyển các bệnh truyền nhiễm như bệnh não xốp do tiêu thụ các chất chiết xuất từ ​​não bị nhiễm prion.

Người giới thiệu

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Hóa sinh (xuất bản lần thứ 4). Boston, Hoa Kỳ: Brooks / Cole. CENGAGE Học tập.
2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). Ảnh hưởng của Phosphatidylserine chiết xuất từ ​​đậu nành đến nhận thức trong bệnh suy giảm trí nhớ liên quan đến tuổi tác. Khoa học thần kinh dinh dưỡng, 4, 121–134.
3. Kidd, PM (1996). Phosphatidylserine; Chất dinh dưỡng màng cho trí nhớ. Đánh giá lâm sàng và cơ chế. Tạp chí Thuốc thay thế, 1 (2), 70–84.
4. Kingsley, M. (2006). Ảnh hưởng của việc bổ sung Phosphatidylserine đối với con người tập thể dục, 36 (8), 657–669.
5. Luckey, M. (2008). Sinh học cấu trúc màng: với các cơ sở lý hóa và lý sinh. Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
6. Segawa, K., & Nagata, S. (2015). Tín hiệu "Ăn tôi" của Apoptotic: Phơi nhiễm Phosphatidylserine. Xu hướng trong Sinh học Tế bào, 1–12.
7. Vance, JE (2008). Phosphatidylserine và phosphatidylethanolamine trong tế bào động vật có vú: hai aminophospholipid liên quan đến chuyển hóa. Tạp chí Nghiên cứu Lipid, 49 (7), 1377-1387.
8. Vance, JE, & Steenbergen, R. (2005). Chuyển hóa và chức năng của phosphatidylserine. Tiến bộ trong Nghiên cứu Lipid, 44, 207-234.
9. Vance, JE và Tasseva, G. (2013). Sự hình thành và chức năng của phosphatidylserine và phosphatidylethanolamine trong tế bào động vật có vú. Biochimica et Biophysica Acta - Sinh học phân tử và tế bào của lipid, 1831 (3), 543–554.