12.3.1. Fosfolipidit ovat membraanilipidien pääluokka
Fosfolipidejä on runsaasti kaikissa biologisissa kalvoissa. Fosfolipidimolekyyli rakentuu neljästä komponentista: rasvahapoista, alustasta, johon rasvahapot ovat kiinnittyneet, fosfaatista ja fosfaattiin kiinnittyneestä alkoholista (kuva 12.3). Rasvahappokomponentit muodostavat hydrofobisen esteen, kun taas loput molekyylistä on hydrofiilisiä ominaisuuksia, jotka mahdollistavat vuorovaikutuksen ympäristön kanssa.
Kuva 12.3
Fosfolipidin kaavamainen rakenne.
Alusta, jolle fosfolipidit rakentuvat, voi olla glyseroli, 3-hiilinen alkoholi, tai sfingosiini, monimutkaisempi alkoholi. Glyserolista johdettuja fosfolipidejä kutsutaan fosfoglyserideiksi. Fosfoglyseridi koostuu glyserolirungosta, johon on kiinnittynyt kaksi rasvahappoketjua (joiden ominaisuudet kuvattiin kohdassa 12.2.2) ja fosforyloidut alkoholit.
Fosfoglyserideissä glyserolin C-1- ja C-2-kohdan hydroksyyliryhmät ovat esteröityneet kahden rasvahappoketjun karboksyyliryhmiin. Glyserolirungon C-3-hydroksyyliryhmä on esteröity fosforihappoon. Kun muita lisäyksiä ei tehdä, syntyvä yhdiste on fosfatidi-daatti (diasyyliglyseroli-3-fosfaatti), yksinkertaisin fosfoglyseridi. Kalvoissa on vain pieniä määriä fosfatidaattia. Molekyyli on kuitenkin keskeinen välituote muiden fosfoglyseridien biosynteesissä (jakso 26.1). Kalvolipidien glyseroli-3-fosfaattiosan absoluuttinen konfiguraatio on esitetty kuvassa 12.4.
Kuva 12.4
Fosfatidaatin (diasyyliglyseroli-3-fosfaatin) rakenne. Keskushiilen (C-2) absoluuttinen konfiguraatio on esitetty.
Suurimmat fosfoglyseridit saadaan fosfatidaatista muodostamalla esterisidos fosfatidaatin fosfaattiryhmän ja jonkin usean alkoholin hydroksyyliryhmän välille. Fosfoglyseridien yleisiä alkoholiosuuksia ovat aminohappo seriini, etanoliamiini, koliini, glyseroli ja inositoli.
Fosfatidyylikoliinin ja muiden tärkeimpien fosfoglyseridien – nimittäin fosfatidyylietanoliamiinin, fosfatidyyliseriinin, fosfatidyyliinositolin ja difosfatidyyliglyserolin – rakennekaavat on esitetty kuvassa 12.5.
Kuva 12.5
Joitakin yleisiä kalvoissa esiintyviä fosfoglyseridejä.
Sfingomyeliini on kalvoissa esiintyvä fosfolipid, joka ei ole peräisin glyserolista. Sen sijaan sfingomyeliinin selkäranka on sfingosiini, aminoalkoholi, joka sisältää pitkän, tyydyttymättömän hiilivetyketjun (kuva 12.6). Sfingomyeliinissä sfingosiinin selkärangan aminoryhmä on sidottu rasvahappoon amidisidoksella. Lisäksi sfingosiinin primaarinen hydroksyyliryhmä on esteröity fosforyylikoliiniin.
Kuva 12.6
Sfingosiinin ja sfingomyeliinin rakenteet. Sfingomyeliinin sfingosiiniosuus on korostettu sinisellä.