12.3.1. Phospholipids Are the Major Class of Membrane Lipids
Phospholipids are abundant in all biological membranes. Cząsteczka fosfolipidu zbudowana jest z czterech składników: kwasów tłuszczowych, platformy, do której przyłączone są kwasy tłuszczowe, fosforanu i alkoholu przyłączonego do fosforanu (rysunek 12.3). Składniki kwasów tłuszczowych stanowią barierę hydrofobową, natomiast pozostała część cząsteczki ma właściwości hydrofilowe, umożliwiające interakcję ze środowiskiem.
Rysunek 12.3
Schematyczna struktura fosfolipidu.
Platformą, na której zbudowane są fosfolipidy, może być glicerol, alkohol 3-węglowy, lub sfingozyna, bardziej złożony alkohol. Fosfolipidy pochodzące z glicerolu są nazywane fosfoglicerydy. Fosfogliceryd składa się z szkieletu glicerolu, do którego dołączone są dwa łańcuchy kwasów tłuszczowych (których właściwości zostały opisane w sekcji 12.2.2) i fosforylowany alkohol.
W fosfoglicerydy, grupy hydroksylowe w C-1 i C-2 glicerolu są zestryfikowane z grupami karboksylowymi dwóch łańcuchów kwasów tłuszczowych. Grupa hydroksylowa C-3 szkieletu glicerolu jest zestryfikowana z kwasem fosforowym. Gdy nie ma dalszych dodatków, otrzymany związek jest fosfati-date (diacyloglicerol 3-fosforan), najprostszy fosfogliceryd. Tylko niewielkie ilości fosfatydatu są obecne w błonach. Jednakże, cząsteczka ta jest kluczowym pośrednikiem w biosyntezie innych fosfoglicerydów (rozdział 26.1). Konfiguracja bezwzględna cząsteczki glicerolu 3-fosforanu w lipidach błonowych jest przedstawiona na rysunku 12.4.
Rysunek 12.4
Struktura fosfatydatu (diacyloglicerolu 3-fosforanu). Pokazana jest konfiguracja absolutna węgla centralnego (C-2).
Główne fosfoglicerydy pochodzą z fosfatydatu poprzez tworzenie wiązania estrowego między grupą fosforanową fosfatydatu i grupy hydroksylowej jednego z kilku alkoholi. Powszechnie występującymi alkoholami w fosfoglicerydach są aminokwas seryna, etanoloamina, cholina, glicerol i inozytol.
Rysunek 12.5
Niektóre powszechne fosfoglicerydy występujące w błonach.
Sfingomielina jest fosfolipidem występującym w błonach, który nie pochodzi z glicerolu. Zamiast tego, kręgosłupem sfingomieliny jest sfingozyna, aminoalkohol zawierający długi, nienasycony łańcuch węglowodorowy (rysunek 12.6). W sfingomielinie grupa aminowa szkieletu sfingozyny jest połączona z kwasem tłuszczowym wiązaniem amidowym. Ponadto podstawowa grupa hydroksylowa sfingozyny jest zestryfikowana z choliną fosforylową.
Rysunek 12.6
Struktury sfingozyny i sfingomieliny. Cząsteczka sfingozyny w sfingomielinie jest zaznaczona na niebiesko.