The asid phosphatidic atau phosphatidate , ialah phospholipid yang dipunyai oleh keluarga glycerophospholipids atau phosphoglycerides, yang hadir dalam semua membran biologi. Ini adalah fosfolipid termudah dan berfungsi sebagai pendahulu kepada gliserofosfolipid lain yang lebih kompleks, walaupun ia tidak dijumpai dalam jumlah besar.
Sebagai contoh, di E. coli, ia mewakili kurang dari 0.5% daripada jumlah fosfolipid dalam membran plasma dan berubah dengan cepat kerana peranannya sebagai perantaraan biosintetik.
Perwakilan Fisher untuk Asid Fosfatidik (Sumber: Mzaki melalui Wikimedia Commons)
Fosfolipid prekursor ini terbentuk oleh asilasi kumpulan hidroksil gliserol 3-fosfat dengan dua molekul asid lemak yang diaktifkan dan dipercayai terdapat di hampir semua membran biologi.
Cardiolipin, fosfolipid penting yang terdapat dalam membran mitokondria dan membran plasma bakteria dan archaea, terdiri dari dua molekul asid fosfatidik yang melekat pada molekul gliserol.
Asid lysophosphatidic, iaitu molekul asid fosfatidik yang tidak mempunyai kumpulan asil, berpartisipasi sebagai molekul perantaraan dalam banyak proses isyarat ekstraselular.
Struktur kimia
Seperti kebanyakan fosfolipid, asid fosfatidik adalah molekul amphipathic dengan dua hujung hidrofilik yang berlawanan: hujung polar hidrofilik dan ekor apolar hidrofobik.
Seperti yang dibincangkan di atas, ini adalah fosfolipid termudah, kerana "kepala" atau kumpulan kutubnya hanya terdiri daripada kumpulan fosfat yang melekat pada karbon pada kedudukan 3 molekul gliserol.
Ekor apolar mereka dibentuk oleh dua rantai asid lemak yang diesterifikasi ke karbon pada kedudukan 1 dan 2 gliserol 3-fosfat. Asid lemak ini mempunyai panjang dan darjah ketepuan yang berbeza-beza.
Biasanya, panjang asid lemak yang melekat antara 16 hingga 24 atom karbon; dan telah ditentukan bahawa asid lemak yang melekat pada karbon 2 biasanya tidak tepu (adanya ikatan berganda karbon-karbon), walaupun ini bergantung pada organisma yang dipertimbangkan, kerana dalam plastid tumbuhan ia adalah asam lemak tepu.
Biosintesis
Biosintesis asid fosfatidik adalah titik cabang sintesis gliserofosfolipid yang lain. Ia bermula dengan pengaktifan asid lemak dengan penambahan bahagian CoA, tindak balas yang dikatalisis oleh acyl-CoA synthetase, yang menghasilkan acyl-CoA.
Terdapat pelbagai isoform enzim ini yang terdapat dalam retikulum endoplasma dan mitokondria, tetapi reaksi berlaku dengan cara yang sama seperti pada prokariota.
Langkah "komited" pertama dari jalur biosintetik adalah pemindahan molekul acyl-CoA ke gliserol 3-fosfat, reaksi yang dikatalisis oleh gliserol 3-fosfat asiltransferase yang berkaitan dengan membran luar mitokondria dan dengan retikulum endoplasma.
Hasil tindak balas ini, asid lisofosfatidik (kerana ia hanya mempunyai satu rantai hidrokarbon), dianggap dipindahkan dari mitokondria ke retikulum endoplasma untuk melakukan reaksi asilasi kedua.
Ringkasan grafik sintesis Asid Fosfatidik (Sumber: Krishnavedala melalui Wikimedia Commons)
Enzim yang menjadi pemangkin langkah ini dikenali sebagai 1-acylglycerol 3-fosfat acyltransferase, melimpah dalam membran retikulum endoplasma dan yang secara khusus memindahkan asid lemak tak jenuh ke karbon pada kedudukan 2 molekul 1-acylglycerol 3-fosfat.
Asid fosfatidik yang terbentuk dapat dihidrolisiskan oleh fosfatase asid fosfatidik menjadi 1,2-diasilgliserol, yang kemudian dapat digunakan untuk sintesis fosfatidilkolin dan fosfatidiletanolamina.
Kaedah pengeluaran lain
Jalan alternatif untuk penghasilan asid fosfatidik yang melibatkan "kitar semula" molekul 1,2-diasylgliserol ada kaitannya dengan penyertaan enzim kinase tertentu yang memindahkan kumpulan fosfat ke karbon pada kedudukan 3 diasilgliserol.
Yang lain adalah dari hidrolisis fosfolipid lain, yang dikatalisis oleh enzim yang dikenali sebagai fosfolipase. Contoh proses ini adalah penghasilan asid fosfatidik dari fosfatidilkolin berkat tindakan fosfolipase D, yang menghidrolisis ikatan antara kolin dan kumpulan fosfat 1,2-diasilgliserol 3-fosfat.
Biosintesis pada tumbuhan
Pengeluaran asid fosfatidik pada tumbuhan dikaitkan dengan empat bahagian sel tumbuhan yang berbeza: plastid, retikulum endoplasma, mitokondria, dan kompleks Golgi.
Langkah pertama dalam laluan adalah sama seperti yang dijelaskan sebelumnya, dengan gliserol 3-fosfat acyltransferase yang berpartisipasi di setiap petak untuk memindahkan kumpulan acyl-CoA yang diaktifkan kepada karbon 1 molekul 3-fosfat gliserol.
Sintesis ini diselesaikan oleh enzim yang disebut lysophosphatidic acid acyltransferase selepas pemindahan kumpulan acyl lain ke kedudukan C3 asid lysophosphatidic.
Dalam plastid tumbuhan, enzim ini secara selektif memindahkan asid lemak jenuh dengan panjang yang sama dengan 16 atom karbon. Ini adalah sifat khas lipid yang disintesis dalam organel ini.
ciri-ciri
Asid fosfatidik adalah fosfolipid pendahuluan bagi banyak fosfolipid, galaktolipid, dan trigliserida dalam banyak organisma. Oleh itu, ia adalah molekul penting untuk sel, walaupun tidak memenuhi fungsi struktur langsung.
Pada haiwan, salah satu produk hidrolisis enzimatiknya, 1,2-diacylglycerol, digunakan untuk pembentukan triacylglycerides atau triglycerides dengan transesterifikasi dengan molekul asid lemak ketiga yang diaktifkan (berkaitan dengan bahagian CoA).
Trigliserida adalah molekul rizab tenaga yang penting untuk haiwan, kerana pengoksidaan asid lemak yang terdapat di dalamnya membawa kepada pembebasan sejumlah besar tenaga dan prekursor dan perantaraan dalam jalur metabolik lain.
Produk hidrolisisnya yang lain, asid lisofosfatidik, adalah utusan kedua yang penting dalam beberapa jalur isyarat ekstraselular yang melibatkan pengikatannya dengan reseptor pada permukaan sel lain yang terlibat dalam tumorigenesis, angiogenesis, dan tindak balas imun, antara lain.
Fungsinya sebagai molekul isyarat termasuk penyertaannya dalam induksi percambahan sel, penurunan apoptosis, agregasi platelet, pengecutan otot polos, kemotaksis, pencerobohan sel-sel tumor, dan lain-lain.
Dalam bakteria, asid fosfatidik diperlukan semasa proses pertukaran fosfolipid membran yang menyediakan sel dengan molekul "osmoprotektif" yang dikenal sebagai "oligosakarida yang berasal dari membran."
Rujukan
- Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Atlas Warna Biokimia (edisi ke-2). New York, Amerika Syarikat: Thieme.
- Luckey, M. (2008). Biologi struktur membran: dengan asas biokimia dan biofizik. Akhbar Universiti Cambridge
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokimia (edisi ke-3). San Francisco, California: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Biokimia Ilustrasi Harper (edisi ke-28). Perubatan McGraw-Hill.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Prinsip Biokimia Lehninger. Edisi Omega (edisi ke-5). https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
- Rawn, JD (1998). Biokimia. Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokimia lipid, lipoprotein dan membran. Dalam Biokimia Komprehensif Baru Vol. 36 (edisi ke-4). Elsevier.