Struktur kardiolipin, sintesis, fungsi

The Cardiolipin, Juga dikenali sebagai defathidylglycerol, dia adalah lipid keluarga glyceophospholipids dan kumpulan polyglyphospholipids. Ia terdapat dalam membran mitokondria organisma eukariotik, dalam membran plasma banyak bakteria dan juga di beberapa gerbang.

Ia ditemui oleh Pangborn pada tahun 1942 dari analisis lipid membran tisu jantung bovine. Strukturnya dicadangkan pada tahun 1956 dan sintesis kimia berlangsung sekitar 10 tahun kemudian.

Struktur Cardiolipin (Sumber: Edgar181 [Domain Awam] melalui Wikimedia Commons)

Sesetengah penulis menganggap bahawa kehadiran mereka terhad kepada membran yang menghasilkan ATP, seperti halnya mitokondria dalam eukariot, membran plasma dalam bakteria dan hidrogenosom (organel-mmitocondria).

The fact that cardiolipin is in the mitochondria and in the plasma membrane of bacteria has been used to reinforce the foundations of endosimbiotic theory, which establishes that the mitochondria arose in the progenitor cells of eukaryotes by phagocytosis of a bacterium, which Then he became dependent on sel dan sebaliknya.

Laluan biosintetiknya di haiwan diterangkan antara tahun 1970 dan 1972 dan seterusnya ia ditunjukkan bahawa ia adalah laluan yang sama yang berlaku di tumbuh -tumbuhan, ragi, kulat dan invertebrata. Ia bukan lipid yang sangat banyak, tetapi sel -sel memerlukannya berfungsi dengan baik.

Kepentingan fosfolipid ini untuk mitokondria dan, oleh itu, untuk metabolisme sel, jelas apabila fungsi rosak laluan metabolik yang dikaitkan dengannya menghasilkan patologi manusia yang dikenali sebagai sindrom Barth (kardiooskeletal myopathy).

[TOC]

Struktur

Cardiolipin atau defospathidylglycerol terdiri daripada dua asid fosfatid (lebih mudah fosfolipid) dikaitkan antara satu sama lain melalui molekul gliserol.

Asid fosfatid, salah satu perantara biasa pada laluan biosintetik fosfolipid lain, terdiri daripada molekul gliserol 3-fosfat, yang mana dua rantai asid lemak diasingkan dalam kedudukan karbon 1 dan 2, jadi ia juga dikenali sebagai 1.2 -Diacylglycerol 3-fosfat.

Boleh melayani anda: Struktur protein sekunder: Ciri -ciri

Oleh itu, kardiolipin terdiri daripada tiga molekul gliserol: gliserol pusat, bersama -sama dengan kumpulan fosfat dalam karbon 1, satu lagi kumpulan fosfat dalam karbon 3 dan kumpulan hidroksil dalam karbon 2; dan dua gliserol "lateral".

Dua molekul gliserol "lateral" mengikat kepada molekul pusat oleh "jambatan gliserol" melalui karbon mereka dalam kedudukan 3. Dalam karbon kedudukan 1 dan 2, dua rantai asid lemak dan ketepuan berubah -ubah telah diasingkan.

Cardiolipin adalah lipid yang mungkin atau mungkin tidak membentuk bicapas, bergantung pada kehadiran atau ketiadaan kation divalen. Ini berkaitan dengan fakta bahawa ia adalah molekul simetri, yang menjadikannya penting dalam membran yang bertanggungjawab untuk proses transduksi tenaga.

Seperti lipid lain kumpulan polyglyphospholipids, cardiolipin mempunyai beberapa kumpulan hidroksil yang boleh berfungsi untuk kesatuan asid lemak. Oleh itu, ia mempunyai pelbagai stereoisomer kedudukan.

Asid lemaknya

Kajian yang berbeza telah menentukan bahawa asid lemak yang dilampirkan pada molekul gliserol lateral kardiolipin biasanya tidak tepu, tetapi tahap ketidakpatuhan belum ditentukan.

Kemudian, asid lemak sedemikian boleh mempunyai antara 14 dan 22 karbon panjang dan dari 0 hingga 6 ikatan berganda. Ini dan fakta bahawa kardiolipin mempunyai empat molekul lemak terikat, menunjukkan bahawa mungkin terdapat banyak pembolehubah dan kombinasi fosfolipid ini.

Sintesis

Biosintesis kardiolipin, seperti yang dijangkakan, bermula dengan sintesis asid fosfatid atau 1.2-diiacylglycerol 3-fosfat dari 3-fosfat gliserol dan asid lemak dan asid lemak dan asid lemak. Proses ini berlaku dalam mitokondria eukariota dan membran plasma bakteria.

Boleh melayani anda: Cyclasa Adenilate: Ciri -ciri, Jenis, Fungsi

Sintesis dalam eukariota

Selepas membentuk, asid fosfatid bertindak balas dengan molekul tinggi yang sama dengan ATP: CTP. Kemudian perantara, juga tenaga yang tinggi, dikenali sebagai phosphatidyl-cmp. Kumpulan fosfatidil yang diaktifkan dipindahkan ke kumpulan hidroksil dalam kedudukan C1 molekul gliserol pusat yang berfungsi sebagai kerangka.

Keputusan proses ini. Ini menerima satu lagi kumpulan fosfatidil yang diaktifkan dari molekul fosfatidil-CMP yang lain, tindak balas yang dipangkin oleh phosphatidyltransferase juga dikenali sebagai sintesis kardiolipin.

Enzim kardiolipin synthase terletak pada membran mitokondria dalaman dan nampaknya membentuk kompleks yang hebat, sekurang -kurangnya dalam ragi. Gennya dinyatakan dalam kuantiti yang banyak dalam kain kaya dalam mitokondria seperti jantung, hati dan otot rangka vertebrata.

Peraturan aktivitinya bergantung, pada tahap yang besar, pada faktor transkripsi yang sama dan faktor endokrin yang memodulasi biogenesis mitokondria.

Setelah disintesis dalam membran mitokondria dalaman, kardiolipin mesti ditranslocated ke arah membran mitokondria luaran supaya satu siri proses topologi dalam membran diberikan dan unsur -unsur struktur lain yang sama ditampung.

Sintesis dalam prokariot

Kandungan kardiolipin dalam bakteria boleh sangat berubah -ubah dan bergantung terutamanya pada keadaan fisiologi sel: biasanya kurang banyak dalam fasa eksponen pertumbuhan dan lebih banyak apabila terdapat pengurangannya (dalam fasa pegun, misalnya).

Laluan biosintetiknya boleh ditembak oleh rangsangan tekanan yang berbeza seperti defisit tenaga atau tekanan osmotik.

Sehingga pembentukan phosphatidylglycerol, proses dalam eukariota dan prokariot adalah bersamaan, tetapi dalam prokariot yang diterima fosfatidilglycerol, dengan transcesserification, kumpulan fosfatidil dari lain phosphatidylglycerol molecule. Reaksi ini dipangkin oleh enzim phospholipase D juga dikenali sebagai cardiolipin synthase.

Ia boleh melayani anda: SGLT (protein pengangkutan natrium-glukosa)

Reaksi ini dikenali sebagai tindak balas "transfatidilasi" (dari bahasa Inggeris "Transposphatidylation "), Di mana salah satu daripada fosfatidilglyceroles bertindak sebagai penderma kumpulan fosfatidil dan yang lain sebagai penerima.

Fungsi

Ciri -ciri fizikal molekul kardiolipin nampaknya membolehkan interaksi tertentu yang melaksanakan fungsi penting dalam organisasi struktur membran di mana mereka dijumpai.

Antara fungsi ini ialah diskriminasi beberapa domain membran, interaksi atau "silang silang" dengan protein transmarket atau subdomain mereka, antara lain.

Terima kasih kepada ciri -ciri fizikokimia, cardiolipin diiktiraf sebagai lipid yang tidak membentuk bápara, tetapi fungsinya boleh menjadi penstabilan dan "menampung" protein transmembrane dalam lipid bicapas.

Ciri -ciri elektriknya, terutamanya, memberikan fungsi dalam proses pemindahan proton yang berlaku dalam mitokondria.

Walaupun sel dapat bertahan tanpa fosfolipid ini, beberapa kajian telah menentukan bahawa ia diperlukan untuk fungsi optimum mereka.

Rujukan

1. Harayama, t., & Riezman, h. (2018). Memahami kepelbagaian komposisi lipid membran. Ulasan Alam Biologi Sel Molekul, 19(5), 281-296.
2. Luckey, m. (2008). Membran Struktur Biologi: Dengan asas biokimia dan biophysical. Cambridge University Press.
3. Murray, r., Bender, d., Botham, k., Kennelly, ms., Rodwell, v., & Weil, p. (2009). Biokimia Illustrated Harper (Edisi ke -28.). McGraw-Hill Medical.
4. Van Meer, G., Voelker, d. R., & Feigenson, g. W. (2008). Lipid membran: di mana mereka berada dan bagaimana mereka berkelakuan. Ulasan Alam, 9, 112-124.
5. Vance, j. Dan., & Vance, D. Dan. (2008). Biokimia lipid, lipoprotein dan membran. Dalam Pemahaman baru Biokimia vol. 36 (Edisi ke -4.). Elsevier.