12.3.1. Fosfolipiden zijn de belangrijkste klasse van membraanlipiden
Fosfolipiden zijn overvloedig aanwezig in alle biologische membranen. Een fosfolipidemolecuul is opgebouwd uit vier componenten: vetzuren, een platform waaraan de vetzuren zijn gehecht, een fosfaat, en een alcohol die aan het fosfaat is gehecht (figuur 12.3). De vetzuurcomponenten zorgen voor een hydrofobe barrière, terwijl de rest van het molecuul hydrofiele eigenschappen heeft om interactie met de omgeving mogelijk te maken.
Figuur 12.3
Schematische structuur van een fosfolipide.
Het platform waarop fosfolipiden worden gebouwd kan glycerol zijn, een alcohol met 3 koolstofatomen, of sfingosine, een complexere alcohol. Fosfolipiden afgeleid van glycerol worden fosfoglyceriden genoemd. Een fosfoglyceride bestaat uit een glycerolruggengraat waaraan twee vetzuurketens (waarvan de kenmerken zijn beschreven in Paragraaf 12.2.2) en een gefosforyleerde alcohol zijn gehecht.
In fosfoglyceriden zijn de hydroxylgroepen op C-1 en C-2 van glycerol veresterd aan de carboxylgroepen van de twee vetzuurketens. De C-3 hydroxylgroep van de glycerolruggengraat wordt veresterd met fosforzuur. Wanneer geen verdere toevoegingen worden gedaan, is de resulterende verbinding fosfatidaat (diacylglycerol-3-fosfaat), de eenvoudigste fosfoglyceride. Slechts kleine hoeveelheden fosfatidaat zijn aanwezig in membranen. De molecule is echter een belangrijk tussenproduct in de biosynthese van de andere fosfoglyceriden (Sectie 26.1). De absolute configuratie van het glycerol-3-fosfaatgedeelte van membraanlipiden is weergegeven in figuur 12.4.
Figuur 12.4
Structuur van fosfatidaat (Diacylglycerol-3-fosfaat). De absolute configuratie van de centrale koolstof (C-2) is weergegeven.
De belangrijkste fosfoglyceriden worden afgeleid van fosfatidaat door de vorming van een esterbinding tussen de fosfaatgroep van fosfatidaat en de hydroxylgroep van een van de verschillende alcoholen. De veel voorkomende alcoholen van fosfoglyceriden zijn het aminozuur serine, ethanolamine, choline, glycerol en het inositol.
De structuurformules van fosfatidylcholine en de andere voornaamste fosfoglyceriden – namelijk fosfatidyl-ethanolamine, fosfatidyl-serine, fosfatidyl-inositol, en difosfatidyl-glycerol – worden gegeven in figuur 12.5.
Figuur 12.5
Enkele veel voorkomende fosfoglyceriden die in membranen worden aangetroffen.
Sphingomyelin is een fosfolipide die in membranen wordt aangetroffen en die niet is afgeleid van glycerol. In plaats daarvan is de ruggengraat van sfingomyeline sfingosine, een aminoalcohol die een lange, onverzadigde koolwaterstofketen bevat (figuur 12.6). In sfingomyeline is de aminogroep van de sfingosine-backbone met een vetzuur verbonden door een amidebinding. Bovendien is de primaire hydroxylgroep van sfingosine veresterd met fosforylcholine.
Figuur 12.6
Structuren van sfingosine en sfingomyeline. Het sfingosinegedeelte van sfingomyeline is blauw gemarkeerd.