Эфир липид

Структура эфирного фосфолипида . Обратите внимание на эфир в первой и второй позициях.

Плазмалоген . Обратите внимание на эфир в первой позиции и сложный эфир во второй позиции.

Фактор активации тромбоцитов . Обратите внимание на эфир в первой позиции и ацильную группу во второй позиции.

В биохимии эфирный липид относится к любому липиду , в котором липидная «хвостовая» группа присоединена к глицериновому остову через эфирную связь в любом положении. Напротив, обычные глицерофосфолипиды и триглицериды являются триэстерами . [ ^1] Структурные типы включают:

• Эфирные фосфолипиды : известно, что фосфолипиды имеют эфирные «хвосты» вместо обычных сложноэфирных связей. ^[1]
  • Эфир на sn-1, эфир на sn-2 : «эфирные липиды» в контексте бактерий и эукариот относятся к этому классу липидов. По сравнению с обычным 1,2-диацил-sn-глицерином (DAG), связь sn-1 заменена эфирной связью. ^{[1] [2] [3]}

В зависимости от того, является ли sn-1 липид ненасыщенным рядом с эфирной связью, их можно далее разделить на алкенилацилфосфолипиды («плазменилфосфолипид», 1-0-алк-1'-енил-2-ацил-sn-глицерин) и алкилацилфосфолипиды («плазманилфосфолипид»). Этот класс липидов играет важную роль в передаче сигналов и структуре клеток человека. ^[4]

• • Эфир на sn-2 и sn-3 : этот класс с перевернутой хиральностью на фосфатной связи называется «архейным эфирным липидом». За немногими (если таковые имеются) исключениями, он встречается только среди архей . Часть, исключающая фосфатную группу, известна как археол . ^{[5] [6]}
• Эфирные аналоги триглицеридов : 1-алкилдиацил-sn-глицерины (алкилдиацилглицерины) в значительных количествах обнаружены в морских животных. ^[5]
• Другие эфирные липиды : ряд других липидов, не принадлежащих ни к одному из вышеперечисленных классов, содержат эфирную связь. Например, семинолипид, жизненно важная часть яичек и сперматозоидов, имеет эфирную связь. ^[1]

Термин « плазмалоген » может относиться к любому эфирному липиду с винилэфирной связью, т. е. к тем, у которых углерод-углеродная двойная связь рядом с эфирной связью. Без уточнения он обычно относится к алкенилацилфосфолипидам, но существуют также «нейтральные плазмалогены» (алкенилдиацилглицерины) и «диплазмалогены» (диалкенилфосфолипиды). ^[1] Прототипичным плазмалогеном является фактор активации тромбоцитов . ^[7]

У эукариот

Биосинтез

Образование эфирной связи у млекопитающих требует двух ферментов: дигидроксиацетонфосфатацилтрансферазы (DHAPAT) и алкилдигидроксиацетонфосфатсинтазы (ADAPS), которые находятся в пероксисоме . ^[8] Соответственно, дефекты пероксисом часто приводят к нарушению продукции эфир-липидов.

Моноалкилглицериновые эфиры (MAGE) также генерируются из 2-ацетил MAGE (предшественников PAF) с помощью KIAA1363 .

Функции

Структурный

Плазмалогены, а также некоторые 1-O-алкиллипиды повсеместно распространены и иногда являются основными частями клеточных мембран млекопитающих. [9] Гликозилфосфатидилинозитоловый якорь белков млекопитающих ^обычно состоит из 1-O-алкиллипида. ^[1]

Второй посланник

Различия между катаболизмом эфирных глицерофосфолипидов специфическими ферментами фосфолипазами могут быть вовлечены в генерацию систем вторичных мессенджеров липидов , таких как простагландины и арахидоновая кислота , которые важны для передачи сигнала. ^[10] Эфирные липиды также могут непосредственно участвовать в передаче сигналов в клетках, поскольку фактор активации тромбоцитов представляет собой эфирную липидную сигнальную молекулу, которая участвует в функции лейкоцитов в иммунной системе млекопитающих . ^[11]

антиоксидант

Другая возможная функция липидов эфира плазмалогена заключается в том, что они действуют как антиоксиданты , поскольку защитные эффекты против окислительного стресса были продемонстрированы в клеточной культуре , и поэтому эти липиды могут играть роль в метаболизме липопротеинов сыворотки . ^[12] Эта антиоксидантная активность обусловлена ​​тем, что двойная связь эфира енола является мишенью для различных видов реактивного кислорода . ^[13]

Синтетические эфирные аналоги липидов

Синтетические эфирные аналоги липидов обладают цитостатическими и цитотоксическими свойствами, вероятно, за счет нарушения структуры мембраны и действия в качестве ингибиторов ферментов в путях передачи сигнала, таких как протеинкиназа С и фосфолипаза С.

Токсичный эфирный липидный аналог милтефозин недавно был представлен в качестве перорального лечения тропического заболевания лейшманиоза , которое вызывается лейшманией , простейшим паразитом с особенно высоким содержанием эфирных липидов в своих мембранах. ^[14]

В археях

Клеточная мембрана архей в основном состоит из эфирных фосфолипидов. Эти липиды имеют перевернутую хиральность по сравнению с бактериальными и эукариотическими мембранами, загадка, известная как « липидное разделение ». Группы «хвоста» также не являются просто н-алкильными группами, а высокометилированными цепями, состоящими из насыщенных изопреноидных единиц (например, фитанила ). ^[15]

Среди различных групп архей возникли различные модификации основного остова архей .

• Два хвоста могут быть связаны вместе, образуя макроциклический липид. ^[15]
• Биполярные макроциклические тетраэфирные липиды ( кальдархеол ) с двумя глицериновыми единицами, соединенными двумя «хвостовыми» цепями C40 _, образуют ковалентно связанные «бислои». ^{[16] [15]}
  • Некоторые такие двойные слои ковеланта имеют поперечные связи между двумя цепями, что дает молекулу в форме буквы H. ^[15]
  • Кренархеол представляет собой тетраэфирную основу с циклопентановыми и циклогексановыми кольцами на сшитых «хвостах». ^[15]
• Некоторые липиды заменяют глицериновый остов четырехуглеродными полиолами (тетриолами). ^[15]

У бактерий

Эфирные фосфолипиды являются основными частями клеточной мембраны анаэробных бактерий. ^[1] Эти липиды могут быть по-разному 1-O-алкил, 2-O-алкил или 1,2-O-диалкил. Некоторые группы, как археи, развили тетраэфирные липиды. ^[17]

У прокариот

Некоторые эфирные липиды, обнаруженные у морских животных, — это S- батиловый спирт , S- химиловый спирт и S- селахиловый спирт .

Смотрите также

• Мембранный липид
• Глицерин диалкил глицерин тетраэфир

Ссылки

1. Кристи В. «Эфирные липиды — глицериловые эфиры, плазмалогены, альдегиды, структура, биохимия, состав и анализ». www.lipidmaps.org .
2. Dean JM, Lodhi IJ (февраль 2018 г.). «Структурные и функциональные роли эфирных липидов». Protein & Cell . 9 (2): 196–206. doi :10.1007/s13238-017-0423-5. PMC 5818364. PMID  28523433 . 
3. Ford DA, Gross RW (июль 1990 г.). «Дифференциальный метаболизм молекулярных подклассов и видов дирадилглицерина диглицеридкиназой мозга кролика». Журнал биологической химии . 265 (21): 12280–6. doi : 10.1016/S0021-9258(19)38342-5 . PMID  2165056. S2CID  1042240.
4. Дин, Дж. М.; Лодхи, И. Дж. (февраль 2018 г.). «Структурные и функциональные роли эфирных липидов». Protein & Cell . 9 (2): 196–206. doi : 10.1007/s13238-017-0423-5. PMC 5818364. PMID  28523433. 
5. Вильянуэва, Лаура; фон Мейенфельдт, Ф.А. Бастиан; Вестбай, Александр Б.; Ядав, Субхаш; Хопманс, Эллен К.; Дутил, Бас Э.; Дамсте, Яап С. Синнингхе (январь 2021 г.). «Преодоление разрыва в мембранных липидах: бактерии супертипа группы FCB обладают потенциалом синтезировать архейные эфирные липиды». Журнал ISME . 15 (1): 168–182. Бибкод : 2021ISMEJ..15..168В. дои : 10.1038/s41396-020-00772-2. ПМЦ 7852524 . ПМИД  32929208. 
6. "Ди- и тетраалкилэфирные липиды архей". liquidmaps.org .
7. Watson RR, De Meester F, ред. (2014). Жирные кислоты омега-3 в мозге и неврологическом здоровье . Elsevier Academic Press. doi :10.1016/C2012-0-06006-1. ISBN 978-0-12-410527-0.
8. Hajra AK (1995). «Биосинтез глицеролипидов в пероксисомах (микротельцах)». Progress in Lipid Research . 34 (4): 343–64. doi :10.1016/0163-7827(95)00013-5. PMID  8685243.
9. Paltauf F (декабрь 1994 г.). «Эфирные липиды в биомембранах». Химия и физика липидов . 74 (2): 101–39. doi :10.1016/0009-3084(94)90054-X. PMID  7859340.
10. Spector AA, Yorek MA (сентябрь 1985). "Мембранный липидный состав и клеточная функция". Journal of Lipid Research . 26 (9): 1015–35. doi : 10.1016/S0022-2275(20)34276-0 . PMID  3906008. Архивировано из оригинала 2008-10-10 . Получено 2007-03-08 .
11. Demopoulos CA, Pinckard RN, Hanahan DJ (октябрь 1979). «Фактор активации тромбоцитов. Доказательства того, что 1-O-алкил-2-ацетил-sn-глицерил-3-фосфорилхолин является активным компонентом (новый класс липидных химических медиаторов)». Журнал биологической химии . 254 (19): 9355–8. doi : 10.1016/S0021-9258(19)83523-8 . PMID  489536.
12. Brosche T, Platt D (август 1998). «Биологическое значение плазмалогенов в защите от окислительного повреждения». Experimental Gerontology . 33 (5): 363–9. doi :10.1016/S0531-5565(98)00014-X. PMID  9762517. S2CID  20977817.
13. Engelmann B (февраль 2004 г.). «Плазмалогены: мишени для окислителей и основных липофильных антиоксидантов». Biochemical Society Transactions . 32 (Pt 1): 147–50. doi :10.1042/BST0320147. PMID  14748736.
14. Lux H, Heise N, Klenner T, Hart D, Opperdoes FR (ноябрь 2000 г.). «Эфирно-липидный (алкилфосфолипидный) метаболизм и механизм действия эфирно-липидных аналогов у Leishmania». Молекулярная и биохимическая паразитология . 111 (1): 1–14. doi :10.1016/S0166-6851(00)00278-4. PMID  11087912.
15. Кафорио, Антонелла; Дриссен, Арнольд Дж. М. (2017). «Архейные фосфолипиды: структурные свойства и биосинтез» (PDF) . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1862 (11): 1325–1339. дои : 10.1016/j.bbalip.2016.12.006. PMID  28007654. S2CID  27154462.
16. Koga Y, Morii H (ноябрь 2005 г.). «Последние достижения в структурных исследованиях эфирных липидов из архей, включая сравнительные и физиологические аспекты». Бионаука, биотехнология и биохимия . 69 (11): 2019–34. doi : 10.1271/bbb.69.2019 . PMID  16306681.
17. Grossi, V; Mollex, D; Vinçon-Laugier, A; Hakil, F; Pacton, M; Cravo-Laureau, C (1 мая 2015 г.). «Липиды моно- и диалкилглицеринового эфира в анаэробных бактериях: биосинтетические идеи из мезофильного сульфатредуктора Desulfatibacillum alkenivorans PF2803T». Applied and Environmental Microbiology . 81 (9): 3157–68. Bibcode : 2015ApEnM..81.3157G. doi : 10.1128/AEM.03794-14. PMC 4393425. PMID  25724965 . 

Внешние ссылки

• Эфир+фосфолипиды в рубрике «Медицинские предметы » Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)