Липиды: Часть 3

Видео

Конспект

5) Фосфатидилглицерин Несет отрицательный заряд. Встречается реже в составе цитоплазматической мембраны, нежели фосфатидилхолин, фосфатидилсерин и фосфатидилэтаноламин.

14.jpeg \caption{Строение фосфатидилглицерина.} 6) Кардиолипин Имеет сложную структуру. По сути представляет собой два глицерофосфолипида, сшитых глицерином. В клетках эукариот встречается в митохондриальной мембране.

15.jpeg \caption{ Строение кардиолипина.} 7) Фосфатидилинозитолбисфосфат (фосфатидилмиоинозитолбисфосфат) Спирт в составе данного фосфолипида представлен инозитолом – шестичленным циклическим спиртом, к двум гидроксильным группам которых дополнительно прикреплены остатки фосфорной кислоты.

16.jpeg \caption{ Строение фосфатидилинозитолбисфосфата.} В клетках производные фосфатидилинозитолбисфосфата выполняют сигнальную функцию. Допустим, клетке приходит сигнал от гормона о том, что нужно изменить метаболизм. Гормон взаимодействует с рецептором и изменяет его конформацию. Это изменение конформации чувствуют белкипосредники, которые в ответ на это вырабатывают другие посредники – вторичные мессенджеры. Одними из упомянутых белков-посредников являются фосфолипаза. Существует 4 класса фосфолипаз, названия происходят по номеру связи, которую они расщепляют (см Рис. 17).

17.jpeg \caption{ Действие различных фосфолипаз на фосфатидилинозитолбисфосфат.} При действии фосфолипазы С происходит отщепление от фосфатидилинозитолфосфата инозитолтрисфосфата (IP3 и диацилглицерола (ДАГ). IP3 является вторичным мессенджером, который открывает IP3-зависимые кальциевые каналы ЭПР, что вызывает выход кальция в цитоплазму и развитие ответа клетки на гормон. ДАГ остается в мембране и может активировать некоторые другие белки. Фосфолипаза A2 может приводит к высвобождению ненасыщенной жирной кислоты. Так, во втором положении может располагаться остаток арахидоновой кислоты, которая служит предшественником группы веществ - эйкозаноидов: тромбоксанов, лейкотриенов и простагландинов. Они являются физиологическими медиаторами, время жизни которых достаточно мало (секунды-минуты), поэтому они работают как паракринные агенты – оказывают влияние на близко расположенные клетки, не выходят в кровоток. Эйкозаноиды участвуют в реакциях воспаления, регулируют секрецию слизи в желудке, бронхах, сокращение матки при родах и тд. Противовоспалительные эффекты стероидов связаны с ингибированием фосфолипазы A2, а такой же эффект от парацетамола, например, связан с ингибированием фермента, образующего из арахидоновой кислоты эйкозаноиды. Помимо мембранных фосфолипаз, есть и лизосомальные фосфолипазы, разрушающие отработавшие липиды. У различных организмов существуют глицерофосфолипиды, содержащие не только привычные сложноэфирные связи, но и простые эфирные связи. Например, для животных характерен плазмалоген.

18.jpeg \caption{Строение плазмалогена.} В мембранах экстремофильных архей также широко распространены липиды с простыми эфирными связями. Данные организмы живут при высоких температурах ( >46^{\circ} C ), при отсутствии модификаций мембранных липидов при таких температурах мембраны становились бы жидкими, что влекло бы за собой гибель клетки. Вследствие этого, многие археи имеют монослойные мембраны, в которых два остатка глицерина как бы сшиты производным изопреноидов – бифитанилом.

19.jpeg \caption{ Строение липидов в составе мембран архей.} Перейдем к следующей группе липидов - сфинголипидам.

Сфинголипиды Фосфолипиды,имеющие в составе в качестве спирта сфингозин вместо глицерина. Одна из спиртовых групп сфингозина образует фосфоэфирную связь с фосфатом. У сфингозина есть собственный гидрофобный хвост, обозначенный как R’. Кроме того, сфингозин имеет аминогруппу, к которой посредством амидной связи прикрепляется жирная кислота (R). 20.jpeg \caption{Строение сфингомиелина.} Довольно много сфинголипидов присутствует в нервной ткани. Помимо сфингомиелина существуют другие разновидности сфинголипидов, которые рассмотрены ниже. 1) Цереброзиды По спиртовой группе сфинозина вместо фосфата пришит остаток сахара – галактозы (галактоцереброзид) или глюкозы (глюкоцереброзид). Галактосодержащие цереброзиды встречаются в нервной ткани, а глюкосодержащие – в остальных. 21.jpeg \caption{ Строение цереброзидов.} 2) Ганглиозиды По спиртовой группе сфингозина присоединена глюкоза, с которой связана галактоза с пришитой сиаловой кислотой (NANA) и N-ацетил-галактозамином, соединенным с еще одним остатком галактозы. 21.jpeg \caption{Строение ганглиозидов.} На поверхности эритроцитов также располагаются гликосфинголипиды. Одна из самых известных систем групп крови – ABO, по этой системе группы крови определяются наличием на поверхности эритроцитов определенных углеводных соединений. Рассмотреть состав углеводного хвоста можно на Рис. 23. Антигены, вызывающие иммунный ответ, представляют собой углеводные остатки, однако долго время велись споры, на что эти углеводные остатки прикрепляются: на сфинголипиды или белки. На самом деле, углеводные хвосты пришиты и на сфинголипиды, и на белки. 23.jpeg \caption{ Струкутура олигосахаридов антигена, отвечающего за группы крови в системе ABO.} В состав мембран также входит холестерин. Если он находится в обычном участке мембраны, среди глицерофосфолипидов, то он разрыхляет мембрану и понижает температуру плавления. С другой стороны, для мембраны животной клетки характерно наличие специальных микродоменов, обогащённых холестерином, – рафтов – с липидным и белковым составом, отличающимся от большей части мембраны. В них содержатся рецепторы и липиды, содержащие арахидоновую кислоту, поэтому эти участки оказываются толще остальной мембраны. Такое сближение рецепторов и посредника (арахидоновой кислоты) необходимо для более быстрого и эффективного ответа клетки на сигналы. Диффузия липидов между рафтом и другими частями мембраны затруднена, поэтому их выделяют в отдельный микродомен. Само наличие рафтов повышает температуру плавления мембраны, поэтому влияние холестерина на температуру плавления животной клетки – двойственное.

Гликосульфолипиды Растительные липиды, встречаются в мембранах тилакоидов. Содержат в качестве спирта глицерин. В составе имеется две ацильные группы, причем обе содержат двойные связи. По еще одной спиртовой группе сахара присоединена отрицательно заряженная сульфогруппа. В мембранах тилакоидов также имеются гликолипиды, не содержащие заряженных групп, а в качестве сахара выступает, как правило,галактоза. 21.jpeg \caption{Строение гликосульфолипидов.}