磷脂是一類含有磷酸的脂類,機(jī)體中主要含有兩大類磷脂,由甘油構(gòu)成的磷脂稱為甘油磷脂(phosphoglyceride);由神經(jīng)鞘氨醇構(gòu)成的磷脂,稱為鞘磷脂(sphingolipid)。其結(jié)構(gòu)特點是:具有由磷酸相連的取代基團(tuán)(含氨堿或醇類)構(gòu)成的親水頭(hydrophilichead)和由脂肪酸鏈構(gòu)成的疏水尾(hydrophobic tail)。在生物膜中磷脂的親水頭位于膜表面,而疏水尾位于膜內(nèi)側(cè)(圖5-18)。
圖5-18 顯示胞膜定位的磷脂結(jié)構(gòu)
甘油磷脂是機(jī)體含量最多的一類磷脂,它除了構(gòu)成生物膜外,還是膽汁和膜表面活性物質(zhì)等的成分之一,并參與細(xì)胞膜對蛋白質(zhì)的識別和信號傳導(dǎo)。
甘油磷脂基本結(jié)構(gòu)是磷脂酸和與磷酸相連的取代基團(tuán)(X);
甘油磷脂由于取代基團(tuán)不同又可以分為許多類,其中重要的有:
膽堿(choline)+磷脂酸→磷脂酰膽堿(phosphatidylcholine)又稱卵磷脂(lecithin)
乙醇胺(ethanolamine)+磷脂酸→磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine)又稱腦磷脂(cephain)
絲氨酸(serine)+磷脂酸→磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine)
甘油(glycerol)+磷脂酸→磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol)
肌醇(inositol)+磷脂酸→磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol)
此外,還有心磷脂(cardiolipin)是由甘油的C1和C3與兩分子磷脂酸結(jié)合而成。心磷脂是線粒體內(nèi)膜和細(xì)菌膜的重要成分,而且是唯一具有抗原性的磷脂分子。
除以上6種以外,在甘油磷脂分子中甘油第1位的脂;婚L鏈醇取代形成醚,如縮醛磷脂(p
lasmalogen)及血小板活化因子(plateletactivating factor,PAF),它們都屬于甘油磷脂。結(jié)構(gòu)式如下:
合成全過程可分為三個階段,即原料來源、活化和甘油磷脂生成。甘油磷脂的合成在細(xì)胞質(zhì)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行,通過高爾基體加工,最后可被組織生物膜利用或成為脂蛋白分泌出細(xì)胞。機(jī)體各種組織(除成熟紅細(xì)胞外)即可以進(jìn)行磷脂合成。
1.原料來源
合成甘油磷脂的原料為磷脂酸與m.payment-defi.com/jianyan/取代基團(tuán)。磷脂酸可由糖和脂轉(zhuǎn)變生成的甘油和脂肪酸生成(詳見甘油三酯合成代謝),但其甘油C2位上的脂肪酸多為必需脂肪酸,需食物供給。取代基團(tuán)中膽堿和乙醇胺可由絲氨酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)變生成或食物供給。
絲氨酸——→乙醇胺——→膽堿
2.活化
磷脂酸和取代基團(tuán)在合成之前,兩者之一必須首先被CTP活化而被CDP攜帶,膽堿與乙醇胺可生成CDP膽堿和CDP乙醇胺,磷脂酸可生成CDP甘油二酯。
3.甘油磷脂生成
(1)磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺
這兩種磷脂生成是由活化的CDP膽堿與CDP-乙醇胺和甘油二脂生成。此外磷脂酰乙醇胺在肝臟還可由與腺苷蛋氨酸提供甲基轉(zhuǎn)變?yōu)榱字D憠A。
(2)磷脂酰絲氨酸
體內(nèi)磷脂酰絲氨酸合成是通過Ca++激活的;粨Q反應(yīng)生成,由磷脂酰乙醇胺與絲氨酸反應(yīng)生成磷脂酰絲氨酸和乙醇胺。
磷脂酰乙醇胺+絲氨酸—→磷脂酰絲氨酸+乙醇胺
(3)磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和心磷脂
上述三者生成是由活化的CDP甘油二酯與相應(yīng)取代基團(tuán)反應(yīng)生成
(4)縮醛磷脂與血小板活化因子
縮醛磷脂與血小板活化因子的合成過程與上述磷脂合成過程類似,不同之處在于磷脂酸合成之前,由糖代謝中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變生成脂酰磷酸二羥丙酮以后,由一分子長鏈脂肪醇取代其第一位脂;,其后再經(jīng)還原(由NADPH供H)、轉(zhuǎn);炔襟E合成磷脂酸的衍生物。此產(chǎn)物替代磷脂酸為起始物,沿甘油三酯途徑合成膽堿或乙醇胺縮醛磷脂。血小板活化因子與縮醛磷脂的不同在于長鏈脂肪醇是飽和長鏈醇,第2位的脂;鶠樽詈唵蔚囊阴;。
在生物體內(nèi)存在一些可以水解甘油磷脂的磷脂酶類,其中主要的有磷脂酶A1、A2、B、C和D,它們特異地作用于磷脂分子內(nèi)部的各個酯鍵,形成不同的產(chǎn)物。這一過程也是甘油磷酯的改造加工過程。
磷脂酶A1:自然界分布廣泛,主要存在于細(xì)胞的溶酶體內(nèi),此外蛇毒及某些微生物中亦有,可有催化甘油磷脂的第1位酯鍵斷裂,產(chǎn)物為脂肪酸和溶血磷脂2。
磷脂酶A2:普遍存在于動物各組織細(xì)胞膜及線粒體膜,能使甘油磷脂分子中第2位酯鍵水解,產(chǎn)物為溶血磷脂1及其產(chǎn)物脂肪酸和甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺等。
溶血磷脂是一類具有較強(qiáng)表面活性的性質(zhì),能使紅細(xì)胞及其他細(xì)胞膜破裂,引起溶血或細(xì)胞壞死。當(dāng)經(jīng)磷脂酶B作用脫去脂肪酸后,轉(zhuǎn)變成甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺,即失去溶解細(xì)胞膜的作用。
磷脂酶C:存在于細(xì)胞膜及某些細(xì)胞中,特異水解甘油磷脂分子中第3位磷酸酯鍵,其結(jié)果是釋放磷酸膽堿或磷酸乙醇胺,并余下作用物分子中的其他組分。
磷脂酶D:主要存在于植物,動物腦組織中亦有,催化磷脂分子中磷酸與取代基團(tuán)(如膽堿等)間的酯鍵,釋放出取代基團(tuán)。
鞘脂類(sphingolipid),組成特點是不含甘油而含鞘氨醇(sphingosine),其基本結(jié)構(gòu)是:
按照取代基團(tuán)X的不同可分為兩種
X為磷酸膽堿稱為鞘磷脂(sphingmyelin)
X為糖基稱為鞘糖脂(glycosphingolipid)
體內(nèi)的組織均可合成鞘磷脂,以腦組織最為活躍,是構(gòu)成神經(jīng)組織膜的主要成分,合成在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行。
以脂酰CoA和絲氨酸為原料,消耗NADPH生成二氫鞘氨醇,進(jìn)而經(jīng)脂肪酰轉(zhuǎn)移酶作用生成神經(jīng)酰胺。
鞘磷脂經(jīng)磷脂酶(m.payment-defi.com/zhicheng/sphingomyelinase)作用,水解產(chǎn)生磷酸膽堿和神經(jīng)酰胺。如缺乏此酶可引起肝、脾腫大及神經(jīng)障礙如癡呆等鞘磷脂沉積癥。