的磷脂酰丝氨酸是属于家庭的磷脂和甘油脂基或磷酸甘油酯,衍生自的脂质1,2-二酰基甘油3-磷酸。由于它的结构中具有氨基,因此它被认为是氨基磷脂,同时存在于真核和原核细胞的膜中。
1941年,福尔奇(Folch)首次将其描述为牛脑中脑啡肽的次要成分(一种脑脂质复合物,也由磷脂酰乙醇胺组成),1952年,贝尔(Baer)和毛鲁卡斯(Maurukas)阐明了其化学结构的重要部分。
磷脂的一般方案。(1)亲水性头部,(2)疏水性尾巴,(A)磷脂酰胆碱,(B)磷脂酰乙醇胺,(C)磷脂酰丝氨酸,以及(D)磷脂酰甘油的图解(来源:Foobar,经Wikimedia Commons)
在真核生物中,这种磷脂占膜磷脂的3%至15%,其丰度变化取决于生物体,组织类型,所研究的细胞类型,甚至其发育时刻。 。
不同的研究已经证实真核生物的线粒体中不存在这种蛋白质,但是在许多细菌的细胞膜中据报道存在这种蛋白质,尽管在这些生物体中其合成的生物合成途径不同。
该磷脂在细胞膜中的分布基本上取决于负责其产生的酶,并且其在膜单层之间的移动(易位)取决于氨基磷脂-脂肪酶(在酵母中)和scramblases的作用。和translocases(在哺乳动物中)。
它是神经系统许多细胞必不可少的脂质,在某种程度上,现已开发出营养补充剂,将其包含在其制剂中,以改善某些大脑的能力并防止其他人的变性。
结构体
磷脂酰丝氨酸是甘油磷脂,因此衍生自1,2-二酰基甘油3-磷酸分子,即衍生自在碳1和2以及碳3上具有两个酯化脂肪酸链的甘油分子有一个磷酸基团。
磷脂酰丝氨酸的结构(来源:Zirgouflex,来自Wikimedia Commons)
像所有脂质一样,磷脂酰丝氨酸是两亲性分子,其亲水性极性末端由磷酸基团和与其结合的丝氨酸代表,而疏水性非极性末端由由酯键连接的脂肪酸链组成。
名称“磷脂酰丝氨酸”是指长度和饱和度不同的脂肪酸的所有可能的组合,其连接至甘油主链,该甘油主链的丝氨酸连接至极性头上的磷酸基团。
合成
在原核生物中
在原核生物中,磷脂酰丝氨酸是由磷脂酰丝氨酸合成酶产生的,这些酶分别与质膜或核糖体组分有关,取决于质膜是革兰氏阴性菌还是革兰氏阳性菌。
这些微生物中磷脂酰丝氨酸的合成受到调节,并取决于在发现合成酶的位点上可获得的脂质的类型和数量。
在酵母中
酵母磷脂酰丝氨酸合成酶通过CDP-二酰基甘油和丝氨酸之间的反应合成磷脂酰丝氨酸,生成磷脂酰丝氨酸和CMP。在这些生物中,该磷脂是合成磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的重要中间体。
该反应受细胞内肌醇浓度的调节,肌醇对酶具有抑制作用。其他机制涉及生物合成途径中所涉及的合成酶或某些调节酶的直接磷酸化。
在高等真核生物中(植物和动物)
在诸如植物和动物的生物中(一些作者认为是高等真核生物),磷脂酰丝氨酸的合成通过与内质网相关的酶通过钙依赖性碱基交换反应而发生。
在这种类型的反应中,磷脂是从预先存在的磷脂中合成的,从中除去极性基团并与L-丝氨酸分子交换。
在植物中,有两种磷脂酰丝氨酸合成酶:一种催化钙依赖性碱基改变反应,另一种催化与CDP-二酰基甘油酵母反应相似的反应。
哺乳动物还具有两种磷脂酰丝氨酸合成酶:一种通过磷脂酰乙醇胺与丝氨酸之间的交换反应催化磷脂酰丝氨酸的合成,另一种同样进行,但使用磷脂酰胆碱作为基础底物。
特征
磷脂酰丝氨酸存在于所有类型的真核细胞中。在哺乳动物中,已经表明,尽管它在所有组织中并不均等,也不是比例更高的磷脂之一,但它对于细胞的生存至关重要。
在许多脊椎动物的神经系统细胞中,与磷脂酰丝氨酸分子相关的脂肪酸链在神经系统的功能中起着基本作用。
在细胞表面
除了其用于建立生物膜的结构功能外,磷脂酰丝氨酸的“重新分布”标志着哺乳动物细胞水平上许多生理过程的开始,因此可以说它参与了不同的细胞信号传导过程。
这些过程的例子是血液凝结,其中磷脂酰丝氨酸向血小板质膜的外单层易位,这有助于各种凝结因子向这些细胞表面的积累。
在精子细胞的成熟过程中发生了类似的过程,但更多地被看作是这种磷脂(丰富了质膜内表面)的不对称分布的“消散”。
程序性细胞死亡(细胞凋亡)的初始事件的特征还在于磷脂酰丝氨酸分子暴露于细胞表面,这“标记”凋亡细胞以被吞噬细胞或巨噬细胞消化。
单元内部
磷脂酰丝氨酸的细胞内功能与其轻微的阳离子特性密切相关,因为它可以通过其电荷与具有负电荷区域的各种外围蛋白质结合。
在这些蛋白质中,可以突出显示某些激酶和GTPases,一旦它们与所讨论的磷脂缔合,就会被激活。
磷脂酰丝氨酸参与某些蛋白质的“标记”,以使其在再循环或降解途径中指向吞噬体,并且还改变了其他蛋白质的催化活性。
已经显示某些离子通道的形成取决于构成它们的蛋白质与磷脂酰丝氨酸的缔合。
它是合成其他磷脂(例如磷脂酰乙醇胺)的前体来源,磷脂可以通过磷脂酰丝氨酸的脱羧作用形成(磷脂酰丝氨酸是线粒体磷脂酰乙醇胺的前体)。
它在哪里?
像大多数磷脂一样,磷脂酰丝氨酸几乎存在于所有细胞膜中,并丰富了神经组织的细胞膜。并且,在眼睛中,视网膜上尤其丰富。
在或多或少被发现的细胞中,通常在质膜的内单层和内体中发现它,但在线粒体中很少见。
如1941年所述,磷脂酰丝氨酸与磷脂酰乙醇胺一起是许多哺乳动物大脑中被称为脑磷脂的物质的一部分。
摄入的好处
磷脂酰丝氨酸在神经系统功能中的重要性已被广泛研究,几十年来,人们一直认为磷脂酰丝氨酸的摄入可能对中枢神经系统的健康有益。
几项研究得出结论,在饮食中添加磷脂酰丝氨酸作为营养补充剂可对改善与年龄或衰老相关的记忆力,学习能力,注意力和情绪下降产生积极影响。
人们认为可以防止记忆力丧失和其他认知活动,例如推理,抽象思维,精神运动障碍,人格和行为改变以及其他重要的心理功能。
在有关记忆障碍患者的一些更具体的研究中,磷脂酰丝氨酸的摄入直接有助于学习姓名和面孔,召回姓名和面孔以及面部识别。
这种磷脂的天然来源是鱼。但是,通常包含在营养补品中的物种是从牛的大脑皮层或从大豆中获得的。
两种类型的磷脂都具有相同的功能,但其非极性尾脂肪酸的特性不同。
也有人建议将非膜相关的磷脂酰丝氨酸作为补充剂(外源性)可能有助于细胞抵抗氧化应激。
禁忌症
用这种磷脂作为营养补充剂进行的初步研究和临床试验表明,其肌肉内给药可引起刺激和“烧伤”,并且其静脉内给药没有已知的不良作用。
通过口服给药,它似乎是一种安全的药物,但是,就寝前服用的剂量高于600 mg时,它可能会导致失眠。但是,报告表明它是安全有效的,尤其是与健康的生活方式结合在一起时,包括进行体育锻炼和良好的营养,尤其如此。
尽管大量研究表明,摄入这种磷脂不会对血液生化产生有害变化,但可能的禁忌症之一与传染性疾病(如海绵状脑病)的转移有关,原因是食用了被病毒污染的脑提取物。
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