Fosfolipidy

Charakteryzują się obecnością fosforu w swych cząsteczkach.
Fakt ten wykazano już w 1811 roku analizując lipidy ekstrahowane
etanolem z mózgu.
Duże zasługi w chemii fosfolipidów poniósł Tudikum (1828-1901)
charakteryzując kefalinę (fosfatydyloetanolaminę) i sfingomielinę
oraz wydzielając ich składniki.
Przez długi czas rozdział fosfolipidów opierał się na ich
rozpuszczalności w różnych rozpuszczalnikach. Technika ta była
wykorzystana przez Folcha do rozdziału kefaliny mózgowej na
frakcje zawierające etanolaminę, serynę oraz inozytol.

Fosfolipidy dzielą się na dwie grupy:

Glicerofosfatydy (zawierające glicerol i będące pochodnymi kwasu
sn-glicero-3-fosforowego)

Sfingozylofosfatydy (zawierające długołańcuchową zasadę oraz
kwas fosforowy).

Glicerofosfatydy

Występują we wszystkich komórkowych strukturach błonowych i są
klasyfikowane w podgrupach

Kwasy fosfatydowe (PA), które są również prekursorami

pozostałych klas glicerofosfatydów.

Po usunięciu jednej reszty acylowej powstaje kwas lizofosfatydowy.
Oba rodzaje cząsteczek posiadają właściwości cząsteczek
sygnałowych i uczestniczą w takich procesach jak stymulacja syntezy
DNA i podziału komórek, regulacji poziomu wapnia a także
zapobieganiu apoptozy czyli programowanej śmierci komórki.
Uwalnianie kwasów fosfatydowych podczas agregacji płytek krwi
sugeruje także ich rolę w procesie gojenia ran.

Glicerofosfolipidy cholinowe

Głównym składnikiem jest 1,2-diacylo-sn-glicero-3-fosfocholina
zwana też fosfatydylocholiną (PC) lub lecytyną.

Łańcuchy mogą być jednakowe lub różne.
PC najczęściej stanowią około połowy fosfolipidów błonowych
komórek zwierzęcych. Kwasem w pozycji sn-1 jest najczęściej 16:0 a
w pozycji sn-2 kwas 18:1 lub 18:2. Cholina ma pK ok. 13,9 i z tego
powodu jest ona oboinacza (zwitterjonowa) praktycznie w całym
zakresie pH.
Mieszane alkilo-acylo pochodne, zwane plazmalogenami
cholinowymi znane są również pod nazwą lipidów eterowych. W
większych ilościach występują w mięśniu sercowym gdzie stanowią
do 40% całej PC.

Ważną pochodną tych lipidów eterowych jest czynnik aktywujący
płytki krwi (PAF), lipidowy związek sygnalizacyjny uczestniczący w
odpowiedziach zapalnych, immunologicznych i agregacji płytek
krwi.

najczęściej n jest równe 15 lub 17; może występować jedno

wiązanie podwójne.

Lipidy eterowe posiadają właściwości antynowotworowe
zmniejszając inwazyjność komórek nowotworowych i hamując
procesy przerzutowe. Syntetyczne dialkilowe pochodne są bardzo
stabilne w organizmie.

Lizofosfatydylocholiny powstają przez enzymatyczną hydrolizę
przez fosfolipazy A jednego wiązania estrowego. Związki te są
chemoatraktantami leukocytów jednojądrzastych i występują jako
składnik patologiczny utlenionych lipoprotein surowicy (LDL) oraz
zmian miażdżycowych w naczyniach krwionośnych.

Glicerofosfolipidy etanolaminowe

Fosfatydyloetanolamina, PE, zwana także jest kefaliną.
Fosfolipid ten jest zwitterjonem w pH 2-7 a anionem w pH wyższym.
U zwierząt i roślin PE występują w mniejszej ilości niż PC natomiast
u bakterii PE jest głównym fosfolipidem.
Plazmalogeny etanolaminowe często występują w naturze, głównie w
substancji białej mózgu, sercu i nerkach.

Kwasy tłuszczowe są bardziej nienasycone niż w PC. Kwas w
pozycji sn-2 jest bardzo często wielonienasycony (arachidonowy lub
dokozaheksaenowy).
Interesującymi pochodnymi są N-acylo-PE zawierające trzy reszty
kwasów tłuszczowych. Wystepują w ziarnach zbóż, mózgu, sercu,
wątrobie oraz mięśniach szkieletowych.

Są one źródłem N-arachidonyloetanolaminy, anandamidu

Związek ten zwany jest również endokannabinoidem wykazuje
właściwości zbliżone do naturalnych kannabinoidów i obecnie uważa
się iż jest głównym ligandem receptora kannabinoidów obecnego w
mózgu.

Glicerofosfolipidy serynowe

W tej grupie występują jedynie formy diacylowe zwane
fosfatydyloserynami (PS). Są to jedyne zawierające aminokwas
fosfolipidy występujące w komórkach zwierzęcych.

PS posiadają trzy grupy ulegające jonizacji więc w pH 7 cząsteczka
jest ujemnie naładowana. PS jest więc lipidem anionowym.
PS uczestniczą w aktywacji kinaz białkowych C, czyli pośrednio
uczestniczą w procesach sygnalizacji komórkowej.

Powyższe fosfolipidy (PC, PE, PS) posiadają jedną zasadową grupę
azotową

Fosfoglicerydy posiadające dwie cząsteczki glicerolu

Fosfatydyloglicerol (PG)

Jest dwuacylową pochodną. Występuje powszechnie lecz najczęściej
w niewielkich ilościach. U zwierząt wykazano go w mitochondriach
a u roślin w chloroplastach, gdzie stanowi do 30% całkowitych
fosfolipidów. U bakterii potrafi stanowić do 70% lipidów
całkowitych.

Difosfatydyloglicerol (DPG), kardiolipina

Występuje niemal wyłącznie w mitochondriach (do 20% lipidów
całkowitych) oraz u bakterii. Nazwa kardiolipina wiąże się z
pierwszym jego źródłem. Potem jednak wykazano jego
powszechność chociaż nie występuje n.p. w błonie erytrocytów oraz
skórze.
Jest zasocjowany z oksydazą cytochromową wsystemie transportu
elektronów w mitochondriach, chloroplastach oraz błonach bakterii.

Kwas lizobisfosfatydowy (LPG)

Jego struktura stereochemiczna jest inna od pozostałych fosfolipidów
– jest 1-sn-glicerofosfo-1’-sn-glicerolem. Grupę fosforanową posiada
więc przy węglu 1 glicerolu a nie przy węglu 3.
Kwasy tłuszczowe R1 i R2 są najczęściej wielonienasycone (C20:4 i
C22:6).
Jego obecność wykazano w płucach ssaków a potem w lizosomach.
Jego akumujacja jest obserwowana w pewnych stanach
patologicznych związanych z magazynowaniem lipidów.

Fosfoglicerydy posiadające cząsteczkę inozytolu

Glicerofosfolipidy inozytolowe

Główną formą jest fosfatydyloinozytol (PI, Ptd Ins).

Występują w niewielkich ilościach we wszystkich organizmach.
Oprócz formy podstawowej wykazano występowanie form
zawierających dodatkowe grupy fosforanowe.

PIP

PIP2

PIP2 jest związkiem o istotnej roli biologicznej ponieważ jest
prekursorem (hydroliza fosfolipazą C) rozpuszczalnego w wodzie
trifosforanu inozytolu (PIP3) pełniącego podstawową rolę w
sygnalizacji komórkowej. Pozostała część cząsteczki PIP2
(diacyloglicerol) jest dostarczycielem kwasu arachidonowego
(główny kwas tłuszczowy występujący w pozycji 2) dla syntezy
eikozanoidów.