PHOSPHOLIPID: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG, LOẠI - SINH HỌC - 2026

Thuật ngữ phospholipid được sử dụng để chỉ các phân tử sinh học có bản chất lipid có trong cấu trúc của chúng, cụ thể là ở các đầu phân cực, một nhóm phosphat và có thể có glycerol 3-phosphate hoặc phân tử sphingosine làm bộ xương chính của chúng.

Tuy nhiên, nhiều tác giả khi đề cập đến phospholipid, thường đề cập đến glycerophospholipid hoặc phosphoglycerid, là những lipid có nguồn gốc từ glycerol 3-phosphate mà chúng được este hóa, ở các nguyên tử cacbon ở vị trí 1 và 2, hai chuỗi của axit béo có độ dài và mức độ bão hòa khác nhau.

Sơ đồ cấu trúc của một phospholipid (Nguồn: OpenStax qua Wikimedia Commons)

Phosphoglyceride đại diện cho nhóm quan trọng nhất của lipid màng và được phân biệt chủ yếu bởi sự nhận dạng của các nhóm thế gắn với nhóm phosphate ở vị trí C3 của glycerol.

Phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine và phosphatidylinositol là một trong những phospholipid nổi bật nhất, cả về sự phong phú và tầm quan trọng của các chức năng sinh học mà chúng thực hiện trong tế bào.

nét đặc trưng

Giống như bất kỳ lipid nào khác, phospholipid cũng là các phân tử lưỡng tính, có nghĩa là, chúng có một đầu phân cực ưa nước, thường được gọi là "đầu phân cực" và một đầu không cực được gọi là "đuôi apolar", có đặc điểm kỵ nước.

Tùy thuộc vào bản chất của các nhóm đầu hoặc nhóm phân cực và chuỗi béo mà mỗi phospholipid có các đặc điểm hóa học, vật lý và chức năng khác nhau. Các nhóm thế phân cực có thể là anion (với điện tích thuần âm), zwitterionic, hoặc cation (với điện tích thực dương).

Phospholipid được phân bố "không đối xứng" trong màng tế bào, vì chúng có thể được làm giàu nhiều hơn hoặc ít hơn từ loại này hay loại khác, điều này cũng đúng đối với từng đơn lớp tạo nên lớp kép lipid, vì một phospholipid có thể được ưu tiên định vị về phía bên ngoài hoặc bên trong ô.

Sự phân bố của các phân tử phức tạp này thường phụ thuộc vào các enzym chịu trách nhiệm tổng hợp chúng, được điều chỉnh đồng thời bởi nhu cầu nội tại của mỗi tế bào.

Kết cấu

Hầu hết các phospholipid, như đã thảo luận ở trên, là các lipid được tập hợp trên một đường trục 3-phosphat glycerol; và đó là lý do tại sao chúng còn được gọi là glycerophospholipid hoặc phosphoglycerid.

Đầu phân cực của nó được tạo thành từ nhóm photphat gắn với cacbon ở vị trí C3 của glyxerol mà các nhóm thế hoặc "nhóm đầu" được gắn vào bằng liên kết photphodiester. Chính những nhóm này cung cấp cho mỗi phospholipid nhận dạng của nó.

Vùng cực đại được biểu diễn ở đuôi cực, được cấu tạo bởi các chuỗi axit béo gắn với các nguyên tử cacbon ở vị trí C1 và C2 của phân tử glyxerol 3-photphat bằng liên kết este hoặc ete (ete-photpholipit).

Sơ đồ của một phospholipid trong màng (Nguồn: Tvanbr qua Wikimedia Commons)

Các phospholipid khác dựa trên phân tử dihydroxyacetone phosphate mà các axit béo cũng liên kết với nhau thông qua liên kết ete.

Trong nhiều loại phospholipid quan trọng về mặt sinh học, axit béo ở vị trí C1 là axit béo bão hòa có từ 16 đến 18 nguyên tử cacbon, trong khi ở vị trí C2 thường không bão hòa và dài hơn (18 đến 20 nguyên tử cacbon). carbon).

Thông thường, trong các phospholipid, không tìm thấy axit béo chuỗi phân nhánh.

Phospholipid đơn giản nhất là axit phosphatidic, bao gồm một phân tử glycerol 3-phosphate gắn với hai chuỗi axit béo (1,2-diacyl glycerol 3-phosphate). Đây là chất trung gian quan trọng để hình thành các glycerophospholipid khác.

Đặc trưng

Cấu trúc

Phospholipid, cùng với cholesterol và sphingolipid, là những yếu tố cấu trúc chính để hình thành màng sinh học.

Màng sinh học giúp cho sự tồn tại của các tế bào tạo nên tất cả các sinh vật sống, cũng như của các bào quan bên trong các tế bào này (sự ngăn tế bào).

Phospholipid là một phần thiết yếu của lớp kép lipid tạo nên màng sinh học (Nguồn: Bekerr, qua Wikimedia Commons)

Các đặc tính hóa lý của phospholipid xác định các đặc tính đàn hồi, tính lưu động và khả năng liên kết với các protein không thể tách rời và ngoại vi của màng tế bào.

Theo nghĩa này, các protein liên kết với màng tương tác chủ yếu với các nhóm phân cực của phospholipid và đến lượt nó, các nhóm này tạo ra các đặc điểm bề mặt đặc biệt cho các lớp kép lipid mà chúng là một phần.

Một số phospholipid nhất định cũng góp phần vào sự ổn định của nhiều protein vận chuyển và những loại khác giúp tăng hoặc tăng cường hoạt động của chúng.

Giao tiếp di động

Về giao tiếp tế bào, có một số phospholipid thực hiện các chức năng cụ thể. Ví dụ, phosphoinositols là nguồn quan trọng của sứ giả thứ hai tham gia vào quá trình truyền tín hiệu tế bào trong màng nơi chúng được tìm thấy.

Phosphatidylserine, một phospholipid quan trọng về cơ bản liên kết với lớp đơn bên trong của màng sinh chất, đã được mô tả như một phân tử “phóng viên” hoặc “chất đánh dấu” trong tế bào apoptotic, vì nó được chuyển vị trí đến lớp đơn bên ngoài trong quá trình chết tế bào được lập trình.

Năng lượng và trao đổi chất

Giống như phần còn lại của lipid màng, phospholipid là một nguồn năng lượng quan trọng, cũng như tiền chất cho quá trình sinh học màng.

Các chuỗi béo (axit béo) tạo nên các đuôi cực của chúng được sử dụng thông qua các con đường trao đổi chất phức tạp, trong đó một lượng lớn năng lượng được chiết xuất dưới dạng ATP, năng lượng cần thiết để thực hiện hầu hết các quá trình tế bào quan trọng.

Cac chưc năng khac

Một số phospholipid hoàn thành các chức năng khác như một phần của các vật liệu đặc biệt trong một số mô. Ví dụ, dipalmitoyl-phosphatidylcholine là một trong những thành phần chính của chất hoạt động bề mặt phổi, là một hỗn hợp phức tạp của protein và lipid có chức năng là làm giảm sức căng bề mặt trong phổi khi thở ra.

Các loại

Các axit béo gắn vào xương sống 3-phosphate của glycerol có thể rất khác nhau, do đó, cùng một loại phospholipid có thể bao gồm một số lượng lớn các loại phân tử, một số đặc trưng cho một số sinh vật, cho một số mô và thậm chí cho các tế bào nhất định trong cùng một sinh vật.

-Glycerophospholipid

Glycerophospholipid hoặc phosphoglycerid là loại lipid phong phú nhất trong tự nhiên. Nhiều đến mức chúng là mô hình thường được sử dụng để mô tả tất cả các phospholipid. Chúng chủ yếu được tìm thấy như các yếu tố cấu trúc của màng tế bào, nhưng chúng cũng có thể được phân bố ở các phần khác của tế bào, mặc dù ở nồng độ thấp hơn nhiều.

Như đã được nhận xét trong suốt văn bản này, cấu trúc của nó được hình thành bởi một phân tử 1,2-diacyl glycerol 3-phosphate mà một phân tử khác có đặc điểm phân cực được gắn vào, thông qua một liên kết phosphodiester, tạo ra một đặc điểm riêng biệt cho mỗi nhóm glycerolipid.

Các phân tử này thường là rượu như ethanolamine, choline, serine, glycerol, hoặc inositol, tạo thành phosphatidylethanolamines, phosphatidylcholines, phosphatidylserines, phosphatidylglycerols và phosphatidylinositols.

Ngoài ra, có thể có sự khác biệt giữa các phospholipid thuộc cùng một nhóm liên quan đến độ dài và mức độ bão hòa của các chuỗi béo tạo nên đuôi cực của chúng.

Phân loại

Theo đặc điểm của các nhóm phân cực, glycerophospholipid được phân loại thành:

- Các glycerophospholipid tích điện âm, chẳng hạn như phosphatidylinositol 4,5-bisphosphat.

- Glycerophospholipid trung tính, chẳng hạn như phosphatidylserine.

- Glycerophospholipid tích điện tích cực, chẳng hạn như phosphatidylcholine và phosphatidylethanolamine.

-Ether-phospholipid và plasmallogens

Mặc dù chức năng của chúng không được biết chắc chắn, người ta biết rằng loại lipid này được tìm thấy trong màng tế bào của một số mô động vật và trong màng tế bào của một số sinh vật đơn bào.

Cấu trúc của nó khác với các phospholipid phổ biến hơn bởi loại liên kết mà các chuỗi axit béo được gắn với glycerol, vì nó là một ete chứ không phải liên kết este. Các axit béo này có thể bão hòa hoặc không bão hòa.

Trong trường hợp của plasmallogens, các chuỗi axit béo được gắn với xương sống dihydroxyacetone phosphate bằng liên kết đôi ở các nguyên tử C1 hoặc C2.

Plasmalogens đặc biệt có nhiều trong các tế bào mô tim của hầu hết các động vật có xương sống; và nhiều động vật không xương sống, vi khuẩn halophytic và một số động vật nguyên sinh có lông mao có màng được làm giàu với loại phospholipid này.

Trong số ít các chức năng được biết đến của các lipid này là ví dụ về yếu tố kích hoạt tiểu cầu ở động vật có xương sống, là một alkyl phospholipid.

-Sphingomyelins

Mặc dù chúng có thể được phân loại cùng với sphingolipid, vì trong khung xương chính của chúng chứa phân tử sphingosine thay vì phân tử glycerol 3-phosphat, những lipid này đại diện cho lớp phospholipid màng phong phú thứ hai.

Chuỗi axit béo được gắn với nhóm amin của sphingosine thông qua liên kết amit, do đó tạo thành ceramide. Nhóm hydroxyl chính của sphingosine được este hóa với một phosphorylcholine, tạo ra sphingomyelin.

Các phospholipid này, như tên gọi của chúng, làm giàu các vỏ myelin bao quanh các tế bào thần kinh, đóng vai trò chính trong việc truyền các xung thần kinh điện.

Chúng được tìm thấy ở đâu?

Như chức năng của chúng đã chỉ ra, phospholipid chủ yếu được tìm thấy như một phần cấu trúc của lớp kép lipid tạo nên màng sinh học bao bọc cả tế bào và các cơ quan bên trong của chúng trong tất cả các cơ thể sống.

Các lipid này phổ biến ở tất cả các sinh vật nhân thực và thậm chí ở nhiều sinh vật nhân sơ, nơi chúng thực hiện các chức năng tương tự.

Ví dụ về các phospholipid chính

Như đã được nhận xét nhiều lần, glycerophospholipid là loại phospholipid phong phú và quan trọng nhất trong tế bào của bất kỳ cơ thể sống nào. Trong số này, phosphatidylcholine đại diện cho hơn 50% phospholipid trong màng sinh vật nhân chuẩn. Nó có dạng gần như hình trụ, vì vậy nó có thể được tổ chức thành các lớp lipid kép phẳng.

Mặt khác, photphosphatidylethanolamine cũng vô cùng dồi dào, nhưng cấu trúc của nó là "hình nón", do đó nó không tự tập hợp thành các lớp kép và thường liên kết với những nơi có đường cong trong màng.

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. Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Bản đồ Hóa sinh màu (xuất bản lần thứ 2). New York, Hoa Kỳ: Thieme.
3. Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C., & Huang, Z. (2014). Đánh giá về phospholipid và các ứng dụng chính của chúng trong hệ thống phân phối thuốc. Tạp chí Khoa học Dược phẩm Châu Á, 1–18.
4. Luckey, M. (2008). Sinh học cấu trúc màng: với các cơ sở lý hóa và lý sinh. Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
5. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Hóa sinh (xuất bản lần thứ 3). San Francisco, California: Pearson.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Hóa sinh minh họa của Harper (ấn bản thứ 28). McGraw-Hill y tế.
7. Nelson, DL & Cox, MM (2009). Các nguyên tắc của Lehninger về Hóa sinh. Omega Editions (ấn bản thứ 5).
8. van Meer, G., Voelker, DR, & Feigenson, GW (2008). Màng lipid: chúng ở đâu và hoạt động như thế nào. Nhận xét về bản chất, 9, 112-124.