Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Общая химическая структура 1-лизофосфатидилхолинов, где R представляет собой переменную ацильную группу жирного ряда.

2-ацил-sn-глицеро-3-фосфохолины представляют собой класс фосфолипидов, которые являются промежуточными продуктами метаболизма липидов . Поскольку они являются результатом гидролиза в качестве ацильной группы из Sn-1 положении фосфатидилхолина , они также называются 1-лизофосфатидилхолин (или 1-lysoPC, короче). Синтез фосфатидилхолинов со специфическими жирными кислотами происходит посредством синтеза 1-лизоФХ. При образовании различных других липидов в качестве побочного продукта образуется 1-лизоФХ.

Другими синонимами этого класса соединений являются 2-ацилглицеро-3-фосфохолин , 1-лизо-2-ацил-sn-глицеро-3-фосфохолин , β-лизофосфатидилхолин , 2-ацилглицерофосфохолин , L-1-лизолецитин и 1-лецитин .

Химические свойства [ править ]

1-LysoPC может превращаться в структурно подобный 2-lysoPC . Это происходит за счет миграции ацильной группы из положения sn-1 глицеринового остова в положение sn-2 .

1-лизоПК2-лизоПК
2-Ацилглицерин-3-фосфохолин.svg 1-Ацилглицерин-3-фосфохолин.svg
Биохимия реакция стрелка обратимая NNNN Horizon med.svg
 
 

Самая низкая скорость изомеризации - при pH 4-5. Исходя из 1-lysoPC или 2-lysoPC, получается равновесная смесь 90% 2-lysoPC и 10% 1-lysoPC с полупериодом около 10 минут в физиологических условиях [1] и около 1 часа в типичных лабораторных условиях. условия. [2] Таким образом, если не будут приняты особые меры для замедления этой реакции изомеризации, характеристика любого из этих липидов с использованием лабораторных анализов, которые занимают значительное время, скорее всего, даст результаты для смеси двух липидов. [2]

Сообщается, что у гриба Penicillium notatum фермент под названием лизолецитинацилмутаза может катализировать эту реакцию изомеризации при низких значениях pH, при которых некаталитическая реакция протекает очень медленно. [3]

Метаболические реакции [ править ]

Поскольку 1-lysoPC имеет относительно короткий период полужизни (см. Выше), он в первую очередь является промежуточным или побочным продуктом метаболизма при образовании или распаде других липидов.

Как продукт реакции [ править ]

1-LysoPC может быть получен из фосфатидилхолина ферментами, обладающими активностью фосфолипазы A1 , то есть ферментами, специфически гидролизующимися в sn-1 положении фосфолипида и высвобождающими жирную кислоту . Ферменты, обладающие активностью фосфолипазы B, гидролизуют как sn-1, так и sn-2 положения, поэтому они продуцируют как 1-lysoPC, так и 2-lysoPC. У человека существует ряд ферментов с фосфолипазой A1: они включают два из мозга (с разными оптимальными значениями pH ), два из печени (один цитозомный и один мембраносвязанный) [4] и один из митохондрий . [5]

фосфатидилхолин
(PC)		фосфолипаза A11-лизоПКжирная кислота
Фосфатидилхолин.svg2-Ацилглицерин-3-фосфохолин.svg+Карбоновая кислота-скелет.svg
Биохимия реакция стрелка вперед NNNN горизонт. Med.svg

1-LysoPC может быть получен как побочный продукт реакции переноса ацильной группы от фосфатидилхолина к молекуле акцептора, что приводит к образованию этерифицированной молекулы акцептора. У человека примером такой реакции трансацилирования является реакция, катализируемая ферментом LRAT, который превращает полностью транс- ретинол в полностью транс- ретиниловый эфир. Последний является формой хранения витамина А в различных тканях, а также предшественником зрительного пигмента в сетчатке (см. Зрительный цикл ). [6]

все- транс- ретинолдипальмитоил-ПКлецитин ретинол ацилтрансферазаполностью транс- ретиниловый эфир2-пальмитоил-ПК
(1-лизоПК)
++

1-LysoPC также является побочным продуктом реакции, в которой образуется N-арахидоноил-1,2-диацилглицерин-3-фосфоэтаноламин (NAPE). Это стадия, ограничивающая скорость синтеза анандамида и родственных сигнальных липидов. Известно, что два фермента катализируют эту реакцию. LRAT-подобный белок (RLP-1; продукт гена HRASLS5 ) катализирует перенос ацильной группы с фосфатидилхолина (PC) на фосфатидилэтанол (PE), что приводит к образованию радиоактивного NAPE. RLP-1 не проявляет селективности в отношении sn-1 и sn-2 положений ПК в качестве донора ацила и, следовательно, может генерировать N-арахидоноил-PE ( анандамидпредшественник) из 2-арахидоноил-ПК и ПЭ. Существует также Ca 2+ -зависимый, ассоциированный с мембраной фермент (ген которого в настоящее время неизвестен), который специфичен для sn-1- ацильной группы PC. [7] [8]

фосфатидилэтанол
(ПЭ)		ПКLRAT-подобный белокНАПЕ1-лизоПК
++

Как субстрат реакций [ править ]

1-лизоРС может быть дополнительно гидролизован лизофосфолипазами, чтобы потерять оставшуюся жирную кислоту и получить L-1-глицеро-3-фосфохолин. У человека 1-лизоФХ может гидролизоваться десятью различными ферментами: [9] [10] кальций-независимая фосфолипаза A2-гамма (кодируется геном PNPLA8 ), целевая эстераза нейропатии ( PNPLA6 ), лизофосфолипаза ( PLB1 ), лизофосфолипаза эозинофилов ( CLC ), галактозид-связывающий растворимый лектин 13 ( LGALS13 ), фосфолипаза A2 группы XV ( PLA2G15 ), ацил- протеинтиоэстераза 1 ( LYPLA1 ), лизофосфолипаза ( PLA2G4A ), ацил- протеинтиоэстераза 2 ( LYPLA2) и PNPLA7 (некоторые из этих ферментов также обладают активностью фосфолипазы A2). У других организмов разное количество ферментов, катализирующих ту же химическую реакцию. Например, бактерия E. coli имеет только генные продукты tesA и pldB , тогда как дрожжевой S. cerevisiae содержит генные продукты NTE1 , PLB2 , PLB1 и PLB3 .

1-лизоПКлизофосфолипазаГлицерин-3-фосфохолинЖирная кислота
+

По-видимому, существует по крайней мере два фермента, которые могут продуцировать молекулу фосфатидилхолина из 1-лизоФХ. 2-ацилглицерофосфохолин-О-ацилтрансфераза , фермент, очищенный в микросомах печени , специфически катализирует ацилирование 1-лизоФХ ацил-КоА с образованием молекулы фосфатидилхолина. [11] Эта реакция важна для синтеза фосфатидилхолина, содержащего определенные жирные кислоты, но не используется для синтеза фосфатидилхолина de novo . [4] [12]В отличие от этих результатов на микросомах печени крыс, было обнаружено, что ацилтрансфераза млекопитающих из легких собаки не проявляет предпочтения между 1-лизо-2-ацилфосфатидилхолином и 1-ацил-2-лизофосфатидилхолином. [13] Эти различия были приписаны ремоделированию мембранных фосфолипидов с целью регулирования текучести мембран и накопления физиологически важных жирных кислот, таких как арахидоновая кислота . [14]

1-лизоПКацил-КоА2-ацилглицерофосфохолин-
O-ацилтрансфераза		ПКГлицерин-3-фосфохолин
++
CoA

У человека синтез триглицеридов происходит по пути Кеннеди , по которому глицерин-3-фосфат последовательно ацилируется с образованием триацилглицерина . Однако у растений и грибов синтез триацилглицерина может катализироваться фосфолипид: диацилглицерин ацилтрансферазой ( ФДАТ ). Таким образом, диацилглицерин является акцептором жирной кислоты, поступающей из фосфатидилхолина, что приводит к высвобождению 1-лизоФХ. [15]

диацилглицеринПКФосфолипид: диацилглицерин ацилтрансферазатриацилглицерин1-лизоПК
++

Было обнаружено, что крысиный фермент переносит ацильную группу с 2-лизоРС на 1-лизоРС, продуцируя фосфатидилхолин. [16]

2-лизоПК1-лизоПКлизофосфолипаза-трансацилазаПКглицерин-3-фосфохолин
++

Транспортные системы [ править ]

В организме человека 1-лизоПК, который вырабатывается в печени , переносится альбумином из плазмы крови в различные ткани, где он ацилируется с образованием молекул ПК с определенными ацильными группами. В печени 1-lysoPC высвобождается фосфолипазой A1, а также образуется липазой печени . Связанный с альбумином 1-lysoPC является важным путем доступа к тканевым компартментам, таким как мозг , которые потребляют мало липопротеинов . Жирные ацильные цепи, доставляемые этим путем, затем могут быть ацилированы в фосфолипиды тканевой мембраны. [17]Было обнаружено, что процессинг лизофосфатидилхолина является важным компонентом нормального развития человеческого мозга: те, кто родился с генами, препятствующими адекватному усвоению, страдают от летальной микроцефалии. [18] Было показано, что MFSD2a транспортирует связанные с LPC полиненасыщенные жирные кислоты, включая DHA и EPA, через гематоэнцефалический барьер и гематоэнцефалический барьер. [19] [20]


В организме человека lysoPC (1-lysoPC и 2-lysoPC вместе) составляют 5-20% всех фосфолипидов в плазме крови . [21] Принимая меры по контролю химической изомеризации между 1-lysoPC и 2-lysoPC (см. Выше), было показано, что около половины молекул lysoPC в плазме находятся в форме 1-lysoPC. [22] Большая часть (~ 60%) lysoPC связана с альбумином , а остальная часть связана с липопротеинами . Из общего количества (в свободной и этерифицированной форме) жирных кислот, переносимых альбумином, около одной трети находится в форме лизоФХ. [22]

Помимо транспорта через ткани в организме, внутри клеток существуют транспортные системы для транспортировки 1-lysoPC от того места, где он синтезируется или откуда он доставляется из других тканей, туда, где он необходим. У большинства организмов есть белки- переносчики ( АТФазы типа IV ) для транспортировки фосфолипидов через клеточные мембраны. Эти белки, вероятно, также будут транспортировать 1-lysoPC, но их субстратная специфичность еще не установлена. [23] E. coli и другие бактерии имеют такой белок-переносчик, который является специализированным переносчиком лизофосфолипидов ( продукт гена LplT ). Он может «перебрасывать» 1-лизоФХ и родственное соединение 2-ацилглицерофосфоэтаноламин из внешней створки липидного бислоя во внутренний слой. [24]

Синтез в лаборатории [ править ]

В лаборатории доступен метод получения относительно чистого 1-лизоФХ и очистки от побочных продуктов реакции. [25]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Croset, M; Brossard, N; Полетт, А; Лагард, М. (январь 2000 г.). «Характеристика ненасыщенных лизофосфатидилхолинов плазмы крови человека и крысы» . Биохим. Дж . 345 (1): 61–7. DOI : 10.1042 / 0264-6021: 3450061 . PMC  1220730 . PMID  10600639 .
  2. ^ a b Plückthun A, Dennis EA (апрель 1982 г.). «Миграция ацила и фосфорила в лизофосфолипидах: важность синтеза фосфолипидов и специфичности фосфолипазы». Биохимия . 21 (8): 1743–50. DOI : 10.1021 / bi00537a007 . PMID 7082643 . 
  3. ^ Узиэль, М .; Ханахан, диджей. (Июнь 1957 г.). «Катализируемая ферментами миграция ацила; мигратаза лизолецитина». J Biol Chem . 226 (2): 789–98. PMID 13438864 . 
  4. ^ a b Хоторн, JN; Анселл, Великобритания (1982). Фосфолипиды . Амстердам; Нью-Йорк: Elsevier Biomedical Press. п. 17. ISBN 978-0-444-80427-3.
  5. ^ Бадиани, К .; Пейдж, Л .; Артур, Г. (сентябрь 1990 г.). «Гидролиз 2-ацил-sn-глицеро-3-фосфохолинов в митохондриях сердца морской свинки». Biochem Cell Biol . 68 (9): 1090–5. DOI : 10.1139 / o90-163 . PMID 2257116 . 
  6. ^ Руис, А .; Winston, A .; Lim, YH .; Гилберт, BA .; Rando, RR .; Бок Д. (февраль 1999 г.). «Молекулярная и биохимическая характеристика лецитинретинолацилтрансферазы» . J Biol Chem . 274 (6): 3834–41. DOI : 10.1074 / jbc.274.6.3834 . PMID 9920938 . 
  7. ^ Джин, XH .; Окамото, Й .; Morishita, J .; Tsuboi, K .; Тонай, Т .; Уэда, Н. (февраль 2007 г.). «Открытие и характеристика Са2 + -независимой фосфатидилэтаноламин N-ацилтрансферазы, производящей предшественник анандамида и его родственные» . J Biol Chem . 282 (6): 3614–23. DOI : 10.1074 / jbc.M606369200 . PMID 17158102 . 
  8. ^ Ueda, N .; Tsuboi, K .; Уяма, Т. (октябрь 2010 г.). «Метаболизм N-ацилэтаноламина с особым упором на амидазу, гидролизующую N-ацилэтаноламин (NAAA)». Prog Lipid Res . 49 (4): 299–315. DOI : 10.1016 / j.plipres.2010.02.003 . PMID 20152858 . 
  9. ^ «Реакция человека разумного: 3.1.1.5» .
  10. ^ "ФЕРМЕНТ КЕГГ: 3.1.1.5" . KEGG: Киотская энциклопедия генов и геномов.
  11. ^ Ван ден Бош, H .; Van Golde, MG; Slotboom, AJ .; Ван Динен, LL. (Июль 1968 г.). «Ацилирование изомерных моноацилфосфатидилхолинов». Biochim Biophys Acta . 152 (4): 694–703. DOI : 10.1016 / 0005-2760 (68) 90115-X . PMID 5660084 . 
  12. Перейти ↑ Arthur, G. (июль 1989 г.). «Ацилирование 2-ацил-глицерофосфохолина в микросомальных фракциях сердца морских свинок» . Biochem J . 261 (2): 575–80. DOI : 10.1042 / bj2610575 . PMC 1138863 . PMID 2775234 .  
  13. ^ М.Ф. Фрозолоно; Сливка, С; Амулеты, BL (1971-01-01). «Активность ацилтрансферазы в микросомах легких собак» . Журнал липидных исследований . 12 (1): 96–103. PMID 5542709 . 
  14. ^ Ямасита, А .; Sugiura, T .; Ваку, К. (июль 1997 г.). «Ацилтрансферазы и трансацилазы, участвующие в ремоделировании жирных кислот фосфолипидов и метаболизме биоактивных липидов в клетках млекопитающих». J Biochem . 122 (1): 1–16. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a021715 . PMID 9276665 . 
  15. ^ "Penicillium chrysogenum Wisconsin 54-1255 Путь: биосинтез триацилглицерина" . FungiCyc - специфичная для организма база данных метаболических путей, соединений и реакций . Проверено 10 января 2012 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  16. ^ Сугимото, H .; Ямасита, С. (май 1999 г.). «Характеристика трансацилазной активности 60-кДа лизофосфолипаза-трансацилазы печени крысы. Перенос ацила из sn-2 в sn-1 положение». Biochim Biophys Acta . 1438 (2): 264–72. DOI : 10.1016 / S1388-1981 (99) 00059-1 . PMID 10320809 . 
  17. ^ Чжоу, L .; Нильссон, А. (октябрь 2001 г.). «Источники пулов жирных кислот-предшественников эйкозаноидов в тканях». J Lipid Res . 42 (10): 1521–42. PMID 11590208 . 
  18. ^ Guemez-Гамбоа, Алисия; N Nguyen; Хунбо Ян (2015). «Инактивирующие мутации в MFSD2A, необходимые для транспорта омега-3 жирных кислот в головном мозге, вызывают синдром летальной микроцефалии» . Генетика природы . 47 (7): 809–813. DOI : 10.1038 / ng.3311 . PMC 4547531 . PMID 26005868 .  
  19. ^ Нгуен, LN; Без ума; Шуй, G; Вонг, П; Казенав-Гассиот, А; Чжан, X; Венк, MR; Го, ELK; Сильвер, DL (14 мая 2014 г.). «Mfsd2a является переносчиком докозагексаеновой кислоты, незаменимой жирной кислоты омега-3» . Природа . 509 : 503–506. DOI : 10,1038 / природа13241 . PMID 24828044 . 
  20. ^ Вонг, BH; Чан, JP; Казенав-Гассиот, А; Пох, RW; Foo, JC; Галам, DLA; Гоша, S; Nguyen, LN; Баратхи, Вирджиния; Yeo, SW; Луу, CD; Венк, MR; Серебро, DL (2016). «Mfsd2a является переносчиком необходимой ω-3 жирной кислоты докозагексаеновой кислоты (DHA) в глазах и важен для развития фоторецепторных клеток» . J Biol Chem . 291 (20): 10501. DOI : 10,1074 / jbc.M116.721340 . PMID 27008858 . 
  21. ^ НЕЛЬСОН, AM. (Январь 1962 г.). «Фосфолипиды и коронарная смертность. Использование соотношения между уровнями фосфолипидов и холестерина для определения успешного лечения». Northwest Med . 61 : 47–52. PMID 14478888 . 
  22. ^ a b Croset, M .; Brossard, N .; Polette, A .; Лагард, М. (январь 2000 г.). «Характеристика ненасыщенных лизофосфатидилхолинов плазмы крови человека и крысы» . Biochem J . 345 (1): 61–7. DOI : 10.1042 / 0264-6021: 3450061 . PMC 1220730 . PMID 10600639 .  
  23. ^ Танака, К .; Fujimura-Kamada, K .; Ямамото, Т. (февраль 2011 г.). «Функции фосфолипидных флиппаз» . J Biochem . 149 (2): 131–43. DOI : 10.1093 / Jb / mvq140 . PMID 21134888 . 
  24. ^ Harvat, EM .; Zhang, YM .; Тран, CV .; Zhang, Z .; Франк, MW .; Rock, CO .; Saier, MH. (Март 2005 г.). «Переворот лизофосфолипидов через внутреннюю мембрану Escherichia coli, катализируемый переносчиком (LplT), принадлежащим к суперсемейству основных фасилитаторов» . J Biol Chem . 280 (12): 12028–34. DOI : 10.1074 / jbc.M414368200 . PMID 15661733 . 
  25. ^ Эйбл Н Земли WE (январь 1970). «Фосфорилирование 1-алкенил-2-ацилглицерина и получение 2-ацилфосфоглицеридов». Биохимия . 9 (2): 423–8. DOI : 10.1021 / bi00804a033 . PMID 4983883 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница 1-LysoPC в Химических объектах, представляющих биологический интерес
  • Страница 1-LysoPC в KEGG