Kardiolipinstruktur, syntese, funksjoner

De Kardiolipin, Også kjent som defathidylglycerol, er han en lipid av familien av glyceofosfolipider og gruppen av polyglyfosfolipider. Det finnes i mitokondriell membran av eukaryote organismer, i plasmamembranen til mange bakterier og også i noen buer.

Det ble oppdaget av Pangborn i 1942 fra analysen av membranlipidene i hjertevevet i en bovint. Strukturen ble foreslått i 1956 og kjemisk syntese fant sted omtrent 10 år senere.

Cardiolipin Structure (Kilde: Edgar181 [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Noen forfattere anser at deres tilstedeværelse er begrenset til ATP-produserende membraner, som tilfellet er mitokondrier i eukaryoter, plasmamembraner i bakterier og hydrogenosomer (type-mitocondria-organeller) hos visse protister.

Det faktum at kardiolipin er i mitokondriene og i plasmamembranen til bakterier har blitt brukt for å forsterke grunnlaget for endosimbiotisk teori, som slår fast at mitokondriene oppsto i forfedrende celler av eukaryoter ved fagocytose av en bakterie, som da ble avhengig av en bakterie, som han ble avhengig av en bakterie, som han ble avhengig av en bakterier av fagocytose av en bakterie, som han ble avhengig av fagocytose av en bakterie, som han ble avhengig av fagocytose av en bakterie, som han ble avhengig av fagocytose av en bakterie, som han ble avhengig av fagocytose av en bakterie, som han ble avhengig av fagocytose av en bakterie, ble han som cellen og omvendt.

Den biosyntetiske ruten hos dyr ble beskrevet mellom 1970 og 1972, og deretter ble det vist at det er den samme ruten som oppstår i planter, gjær, sopp og virvelløse dyr. Det er ikke en veldig rik lipid, men cellene krever at den fungerer ordentlig.

Betydningen av denne fosfolipid for mitokondrier og derfor for cellemetabolisme er det tydelig når den mangelfulle funksjonen av metabolske ruter assosiert med den produserer en menneskelig patologi kjent som Barths syndrom (kardioskeletal myopati).

[TOC]

Struktur

Kardiolipin eller defospathidylglycerol er sammensatt av to fosfatidsyre (lettere fosfolipid) knyttet til hverandre gjennom et glyserolmolekyl.

Fosfatidsyre, en av de vanlige mellommennene på de biosyntetiske rutene til andre fosfolipider, består av et 3-fosfatglyserolmolekyl, som to kjeder med fettsyrer er forestret i posisjonene til karboner 1 og 2, så det er også kjent som 1.2 -Diacylglycerol 3-fosfat.

Kan tjene deg: sekundær struktur av proteiner: egenskaper

Derfor er kardiolipin sammensatt av tre glyserolmolekyler: en sentral glyserol, sammen med en fosfatgruppe i karbon 1, en annen fosfatgruppe i karbon 3 og en hydroksylgruppe i karbon 2; og to "laterale" glyseroler.

De to "laterale" glyserolmolekylene binder seg til det sentrale molekylet med "glyserolbroer" gjennom karbonene sine i posisjon 3. I karbonatomer av posisjon 1 og 2 har to kjeder av fettsyrer og variabel metning esterifisert.

Kardiolipin er en lipid som kanskje ikke danner bicapas, avhengig av tilstedeværelse eller fravær av divalente kationer. Dette er relatert til det faktum at det er et symmetrisk molekyl, noe som gjør det viktig i membraner som er ansvarlige for energitransduksjonsprosesser.

Som de andre lipidene i gruppen av polyglyfosfolipider, har kardiolipin flere hydroksylgrupper som kan tjene til forening av fettsyrer. Derfor har den flere posisjonsstereoisomerer.

Dets fettsyrer

Ulike studier har bestemt at fettsyrer festet til laterale glyserolmolekyler av kardiolipin typisk er umettet, men graden av umettet er ikke bestemt.

Da kan slike fettsyrer ha mellom 14 og 22 karbonfolk og fra 0 til 6 dobbeltbindinger. Dette og det faktum at kardiolipin har fire bundne fettmolekyler, innebærer at det kan være flere variabler og kombinasjoner av denne fosfolipid.

Syntese

Biosyntesen av kardiolipin begynner, som forventet, med syntesen av fosfatidsyre eller 1,2-diacylglycerol 3-fosfat fra 3-fosfatglyserol og fettsyrer og fettsyrer. Denne prosessen skjer i mitokondriene til eukaryoter og i plasmamembranen til bakterier.

Kan tjene deg: Cyclasa Adenilering: Kjennetegn, typer, funksjoner

Syntese i eukaryoter

Etter å ha dannet reagerer fosfatidinsyre med et høytenergi -molekyl analogt med ATP: CTP. Da er en mellomledd, også av høy energi, kjent som fosfatidyl-CMP. Den aktiverte fosfatidilgruppen overføres til hydroksylgruppen i C1 -posisjonen til det sentrale glyserolmolekylet som fungerer som et skjelett.

Denne prosessen resulterer. Dette mottar en annen fosfatidylgruppe aktivert fra et annet fosfatidyl-CMP-molekyl, en reaksjon katalysert av en fosfatidyltransferase også kjent som kardiolipinsyntase.

Syntase kardiolipin -enzymet ligger i den indre mitokondrielle membranen og ser ut til å danne et stort kompleks, i det minste i gjær. Genet kommer til uttrykk i store mengder i rike stoffer i mitokondrier som hjerte, lever og skjelettmuskel i virveldyrene.

Reguleringen av dens aktivitet avhenger i stor grad av de samme transkripsjonsfaktorene og endokrine faktorer som modulerer mitokondriell biogenese.

Når den er syntetisert i den indre mitokondrielle membranen, må kardiolipin translokeres mot den ytre mitokondrielle membranen slik at en serie topologiske prosesser i membranen blir gitt og andre strukturelle elementer av det samme blir imøtekommes.

Syntese i prokaryoter

Kardiolipininnholdet i bakterier kan være veldig varierende og avhenger hovedsakelig av den fysiologiske tilstanden til cellene: det er vanligvis mindre rikelig i den eksponentielle fasen av vekst og rikelig når det er reduksjon av det (i den stasjonære fasen, for eksempel).

Den biosyntetiske ruten kan skytes av forskjellige stressende stimuli som energiunderskudd eller osmotisk stress.

Inntil dannelsen av fosfatidylglyserol er prosessen i eukaryoter og prokaryoter ekvivalent, men i prokaryotene mottar fosfatidylglycerol, ved transcenterifisering en fosfatidylgruppe fra en annen fosfatidylglycerolmolekule. Denne reaksjonen katalyseres av et enzym fosfolipase D også kjent som kardiolipinsyntase.

Det kan tjene deg: SGLT (natrium-glukosetransportproteiner)

Denne reaksjonen er kjent som "transfatidilation" -reaksjon (fra engelsk "Transposfatidylering "), Der en av fosfatidylglyserolene fungerer som en giver av fosfatidilgruppen og den andre som en akseptor.

Funksjoner

De fysiske egenskapene til kardiolipinmolekyler tillater tilsynelatende visse interaksjoner som utfører viktige funksjoner i den strukturelle organisasjonen av membranene der de blir funnet.

Blant disse funksjonene er diskriminering av noen membrandomener, interaksjon eller "kryss -kobling" med transmarkedsproteiner eller deres underdomener, blant andre.

Takket være dets fysisk -kjemiske egenskaper, anerkjennes kardiolipin som en lipid som ikke danner Bápara, men hvis funksjon kan være stabiliseringen og "imøtekomme" av transmembranproteiner i lipidbikapas.

Dets elektriske egenskaper gir spesielt funksjoner i protonoverføringsprosessene som foregår i mitokondrier.

Selv om celler kan overleve uten dette fosfolipidet, har noen studier bestemt at det er nødvendig for optimal funksjon av dem.

Referanser

1. Harayama, t., & Riezman, h. (2018). Forstå mangfoldet av membranlipidsammensetning. Naturen vurderer molekylær cellebiologi, 19(5), 281-296.
2. Luckey, m. (2008). Biologi strukturell membran: med biokjemiske og biofysiske fundamenter. Cambridge University Press.
3. Murray, r., Bender, d., Botham, k., Kennelly, p., Rodwell, v., & Weil, P. (2009). Harpers illustrerte biokjemi (28. utg.). McGraw-Hill Medical.
4. Van Meer, G., Voelker, d. R., & Feigenson, G. W. (2008). Membranlipider: Hvor de er og hvordan de oppfører seg. Naturanmeldelser, 9, 112-124.
5. Vance, J. OG., & Vance, D. OG. (2008). Biokjemi av lipider, lipoproteiner og membraner. I Ny forståelse Biochemistry Vol. 36 (4. utg.). Elsevier.