Кіріспе

Липидтер класы

Фосфолипидтер – молекуласы фосфат тобын және май қышқылдарынан алынған екі гидрофобтық "құйрықты" қамтитын, гидрофильді "басы" бар липидтер класы, олар спирт қалдықтарымен (әдетте глицерин молекуласы) байланысқан. Теңіз фосфолипидтерінде көбінесе Омега-3 EPA және DHA май қышқылдары фосфолипид молекуласының құрамына кіріктірілген. Фосфат тобын холин, этаноламин немесе серин сияқты қарапайым органикалық молекулалармен модификациялауға болады. Фосфолипидтер барлық жасушалық мембраналардың маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Олар амфифильді қасиеттерінің арқасында липидтік екі қабатты құрай алады. Эукариоттарда жасушалық мембраналар фосфолипидтермен қатар тағы бір липид класын – стеролды да қамтиды. Бұл комбинация екі өлшемді сұйықтық пен жарылуға қарсы механикалық беріктікті қамтамасыз етеді. Тазартылған фосфолипидтер коммерциялық түрде өндіріледі және нанотехнология мен материалтануда қолданыс табады. 1847 жылы биологиялық тіндерде алғаш рет фосфолипид ретінде анықталған лецитин немесе фосфатидилхолин, француз химигі және фармацевті Теодор Николас Гобли тауық жұмыртқасының сарысынан тапқан.

Қаулы

Фосфолипидтер амфифильді. Гидрофильді ұшы көбінесе теріс зарядталған фосфат тобын қамтиды, ал гидрофобтық ұшы әдетте екі ұзын май қышқылының қалдықтарынан тұратын екі "құйрықтан" құралады. Сулы ерітінділерде фосфолипидтер гидрофобтық өзара әрекеттесулерге итермеленеді, бұл май қышқылының құйрықтарын су молекулаларымен байланыстың азайту үшін жинақтауға әкеледі. Соның салдарынан фосфолипидтік екі қабат пайда болады: екі қабатқа бөлінген, қарама-қарсы бағытталған фосфолипид молекулаларынан тұратын мембрана, олардың бастары екі жағынан сұйықтыққа қаратылып, ал құйрықтары мембрананың ішіне бағытталған. Бұл барлық жасушалардың мембранасының және кейбір басқа биологиялық құрылымдардың, мысалы, везикулалардың немесе вирус қаптамаларының негізгі құрылымдық элементі болып табылады. Биологиялық мембраналарда фосфолипидтер көбінесе басқа молекулалармен (мысалы, ақуыздар, гликолипидтер, стеролдар) бірге, жасуша мембранасындай екі қабат құрайды. Липидтік екі қабаттар гидрофобтық құйрықтардың бірін-біріне қарама-қарсы тізіліп, екі жағынан суға қарап тұратын гидрофильді бас қабатын құрауымен пайда болады.

Динамикасы

Осы ерекше қасиеттері фосфолипидтерге жасуша мембранасында маңызды рөл атқаруға мүмкіндік береді. Олардың қозғалысын сұйық мозаика моделі арқылы сипаттауға болады, бұл модель мембрананы ішіндегі барлық заттар мен ақуыздар үшін еріткіш қызметін атқаратын липид молекулаларының мозаикасы ретінде көрсетеді, сондықтан ақуыздар мен липид молекулалары липид матрицасы бойынша көлденең таралып, мембрана бетінде жылжуға болады. Стериндер фосфолипидтердің тығыз жиналуына кедергі келтіре отырып, мембрананың сұйықтығын арттырады. Дегенмен, липид полиморфизмін зерттеу нәтижесінде бұл модель ескірген, себебі липидтердің физиологиялық (және басқа) жағдайлардағы мінез-құлқы күрделі екені анықталды.

Қолданбалар

Фосфолипидтер биожетімділікті жақсарту, уыттылықты азайту және мембраналар арқылы өтімділікті арттыру сияқты түрлі себептермен жергілікті, ауызша және парентеральді препараттардың липосомалық, этосомалық және басқа да наноформуляцияларын дайындау үшін кеңінен қолданылады. Липосомалар көбінесе фосфатидилхолинмен байытылған фосфолипидтерден тұрады және беттік белсенділік қасиеттері бар аралас фосфолипидтік тізбектерді де қамтуы мүмкін. Фосфолипидтерді пайдалана отырып, кетоконазолдың этосомалық құрамы – саңырауқұлақ инфекцияларында трансдермальды жеткізудің перспективті әдісі. Фосфолипидтерді зерттеудегі жетістіктер липидомиканы қолдана отырып, осы биомолекулаларды және олардың конформацияларын зерттеуге мүмкіндік береді.

Симуляциялар

Фосфолипидтердің есептеулік симуляциялары көбінесе GROMOS, CHARMM немесе AMBER сияқты күштік өрістерді қолданатын молекулалық динамика арқылы жасалады.

Қасиеттері

Фосфолипидтер оптикалық жағынан жоғары дәрежеде қос сынуға ие, яғни олардың сыну индексі осьтері бойымен, оған перпендикуляр бағыттағыдан өзгеше болады. Қос сынуды өлшеуге микроскоптағы көлденең поляризаторларды пайдаланып, мысалы, қабықша қабырғаларының кескінін алу арқылы немесе липидтік реттілікті немесе тіреуші екі қабаттағы бұзылуды сандық анықтау үшін қос поляризациялық интерферометрия сияқты техникаларды қолдану арқылы қол жеткізуге болады.

Талдау

Фосфолипидтерді талдауға арналған қарапайым әдістер жоқ, себебі әртүрлі фосфолипидтердің полярлығының шамалы айырмашылығы оларды анықтауды қиындатады. Мұнай химияшылары көбінесе жалпы фосфор мөлшерін анықтау үшін спектроскопия қолданады, содан кейін күтілетін май қышқылдарының молекулалық салмағына сүйене отырып, фосфолипидтердің шамамен салмағын есептейді. Қазіргі липидтік профильдеуде NMR спектроскопиясы, әсіресе 31P NMR, пайдаланылады, ал HPLC ELSD салыстырмалы мәліметтер береді.

Фосфолипидтер синтезі

Фосфолипидтер синтезі ER мембранасының цитозольдік жағында жүзеге асады, бұл мембрана синтездеуде (GPAT және LPAAT ацил трансферазалары, фосфатаза және холин фосфотрансферазасы) және таратуда (флиппаза және флоппаза) қатысатын ақуыздармен тығызделген. Соңында ER-ден бүршік пайда болып, сыртқы жапырағында цитоплазмалық жасушалық мембранаға арналған фосфолипидтермен және ішкі жапырағында экзоплазмалық жасушалық мембранаға арналған фосфолипидтермен шығады.

Сигналды трандукциялау

Фосфолипидтердің кейбір түрлері сигналды трандукцияда екінші хабаршылар ретінде жұмыс істейтін заттарды жасау үшін ыдырай алады. Мысалы, фосфатидил инозитол (4,5) бифосфаты (PIP2) фосфолипаза C ферментімен инозитол трифосфатына (IP3) және диацилглицеролға (DAG) ыдырайды, олар түрлі стимулдарға жауап ретінде Gq типіндегі G ақуызының функцияларын атқарады және нейрондардағы ұзақ мерзімді депрессиядан бастап хемокин рецепторларымен іске қосылған лейкоциттердің сигналдық жолдарына дейінгі әртүрлі процестерге қатысады. Фосфолипидтер сондай-ақ простагландин сигналдық жолдарында липаза ферменттері простагландин алдындағы заттарды жасау үшін пайдаланатын шикізат ретінде де қатысады. Өсімдіктерде олар жасмон қышқылының жасалуына шикізат ретінде қызмет етеді, ол патогендерге қарсы қорғаныс жауабын қамтамасыз ететін және құрылымы жағынан простагландиндерге ұқсас өсімдік гормоны болып табылады.

Азық-түлік технологиясы

Фосфолипидтер эмульгаторлар ретінде әрекет етеді, майлардың суда коллоидтық қосылыс құруына мүмкіндік береді. Фосфолипидтер – лецитиннің құрамына кіретін бір компонент, ол жұмыртқа сарысында кездеседі, сонымен қатар соядан да өндіріледі және көптеген өнімдерде тағамдық қоспа ретінде қолданылады, ал оны диеталық қоспа ретінде сатып алуға болады. Лизолецитиндер жоғары HLB көрсеткішіне байланысты маргарин сияқты су-май эмульсияларында жиі қолданылады.

Глицерофосфолипидтердің қолданылған қысқартулары және химиялық мәліметтері

Қысқарту CAS аты Түрі DDPC 3436 44 0 1,2 Дидеканоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DEPA NA 80724 31 8 1,2 Диерукоил sn глицеро 3 фосфат (натрий тұзы) Фосфатид қышқылы DEPC 56649 39 9 1,2 Диерукоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DEPE 988 07 2 1,2 Диерукоил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин DEPG NA 1,2 Диерукоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий тұзы)] Фосфатидилглицерол DLOPC 998 06 1 1,2 Дилинолеоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DLPA NA 1,2 Дилауроил sn глицеро 3 фосфат (натрий тұзы) Фосфатид қышқылы DLPC 18194 25 7 1,2 Дилауроил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DLPE 1,2 Дилауроил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин DLPG NA 1,2 Дилауроил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий тұзы)] Фосфатидилглицерол DLPG NH4 1,2 Дилауроил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (аммоний тұзы)] Фосфатидилглицерол DLPS NA 1,2 Дилауроил sn глицеро 3 фосфосерин (натрий тұзы) Фосфатидилсерин DMPA NA 80724 3 1,2 Димиристоил sn глицеро 3 фосфат (натрий тұзы) Фосфатид қышқылы DMPC 18194 24 6 1,2 Димиристоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DMPE 988 07 2 1,2 Димиристоил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин DMPG NA 67232 80 8 1,2 Димиристоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий тұзы)] Фосфатидилглицерол DMPG NH4 1,2 Димиристоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (аммоний тұзы)] Фосфатидилглицерол DMPG NH4/NA 1,2 Димиристоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий/аммоний тұзы)] Фосфатидилглицерол DMPS NA 1,2 Димиристоил sn глицеро 3 фосфосерин (натрий тұзы) Фосфатидилсерин DOPA NA 1,2 Диолеоил sn глицеро 3 фосфат (натрий тұзы) Фосфатид қышқылы DOPC 4235 95 4 1,2 Диолеоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DOPE 4004 5 1 1,2 Диолеоил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин DOPG NA 62700 69 0 1,2 Диолеоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий тұзы)] Фосфатидилглицерол DOPS NA 70614 14 1 1,2 Диолеоил sn глицеро 3 фосфосерин (натрий тұзы) Фосфатидилсерин DPPA NA 71065 87 7 1,2 Дипальмитоил sn глицеро 3 фосфат (натрий тұзы) Фосфатид қышқылы DPPC 63 89 8 1,2 Дипальмитоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DPPE 923 61 5 1,2 Дипальмитоил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин DPPG NA 67232 81 9 1,2 Дипальмитоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий тұзы)] Фосфатидилглицерол DPPG NH4 73548 70 6 1,2 Дипальмитоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (аммоний тұзы)] Фосфатидилглицерол DPPS NA 1,2 Дипальмитоил sn глицеро 3 фосфосерин (натрий тұзы) Фосфатидилсерин DSPA NA 108321 18 2 1,2 Дистеароил sn глицеро 3 фосфат (натрий тұзы) Фосфатид қышқылы DSPC 816 94 4 1,2 Дистеароил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин DSPE 1069 79 0 1,2 Дистеароил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин DSPG NA 67232 82 0 1,2 Дистеароил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (натрий тұзы)] Фосфатидилглицерол DSPG NH4 108347 80 4 1,2 Дистеароил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) (аммоний тұзы)] Фосфатидилглицерол DSPS NA 1,2 Дистеароил sn глицеро 3 фосфосерин (натрий тұзы) Фосфатидилсерин EPC Жұмыртқа PC Фосфатидилхолин HEPC Гидрогенделген жұмыртқа PC Фосфатидилхолин HSPC Гидрогенделген соя PC Фосфатидилхолин LYSOPC MYRISTIC 18194 24 6 1 Миристоил sn глицеро 3 фосфохолин Лизофосфатидилхолин LYSOPC PALMITIC 17364 16 8 1 Пальмитоил sn глицеро 3 фосфохолин Лизофосфатидилхолин LYSOPC STEARIC 19420 57 6 1 Стеароил sn глицеро 3 фосфохолин Лизофосфатидилхолин Milk Sphingomyelin MPPC 1 Миристоил 2 пальмитоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин MSPC 1 Миристоил 2 стеароил sn глицеро 3–фосфохолин Фосфатидилхолин PMPC 1 Пальмитоил 2 миристоил sn глицеро 3–фосфохолин Фосфатидилхолин POPC 26853 31 6 1 Пальмитоил 2 олеоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин POPE 1 Пальмитоил 2 олеоил sn глицеро 3 фосфоэтаноламин Фосфатидэтаноламин POPG NA 81490 05 3 1 Пальмитоил 2 олеоил sn глицеро 3[фосфо рак (1 глицерол) ] (натрий тұзы) Фосфатидилглицерол PSPC 1 Пальмитоил 2 стеароил sn глицеро 3–фосфохолин Фосфатидилхолин SMPC 1 Стеароил 2 миристоил sn глицеро 3–фосфохолин Фосфатидилхолин SOPC 1 Стеароил 2 олеоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин SPPC 1 Стеароил 2 пальмитоил sn глицеро 3 фосфохолин Фосфатидилхолин