ارتباط جزيئات الفوسفوليبيدات بجزيئات من مادة الكوليسترول:
ترتبط جزيئات الفوسفوليبيدات بجزيئات من مادة الكوليسترول:
للعمل علي إبقاء الغشاء الخلوي متماسكاً وسليماً.
ولا تضاف الأصباغ عند فحص الكائنات الحية الدقيقة لأن الأصباغ تقتل العينة الحية.
ما هي الفسفوليبيدات؟
الفسفوليبيدات هي فئة من الدهون التي جزيء لها "رأس" ماء يحتوي على مجموعة فوسفات واثنين من "ذيول" مسعور مشتق من الأحماض الدهنية، مرتبطة بقايا الكحول (عادة جزيء الجلسرين).
تحتوي الفسفوليبيدات البحرية عادةً على أحماض أوميغا 3 الدهنية EPA و DHA مدمجة كجزء من جزيء الفوسفوليبيد.
يمكن تعديل مجموعة الفوسفات بجزيئات عضوية بسيطة مثل الكولين أو الإيثانولامين أو السيرين.
أغشية الخلايا:
الفسفوليبيدات هي عنصر أساسي في جميع أغشية الخلايا.
يمكن أن تشكل طبقات ثنائية للدهون بسبب خصائصها البرمائية.
في حقيقيات النوى، تحتوي أغشية الخلايا أيضًا على فئة أخرى من الدهون، الستيرول، تتخللها الدهون الفوسفورية.
توفر التركيبة سيولة في بعدين مقترنة بالقوة الميكانيكية ضد التمزق.
يتم إنتاج الدهون الفسفورية المنقاة تجاريًا وقد وجدت تطبيقات في تكنولوجيا النانو وعلوم المواد.
أول فوسفوليبيد تم تحديده في عام 1847 على هذا النحو في الأنسجة البيولوجية كان الليسيثين، أو فوسفاتيديل كولين، في صفار بيض الدجاج بواسطة الكيميائي والصيدلي الفرنسي ثيودور نيكولاس جوبلي.
الفسفوليبيدات في الأغشية البيولوجية:
ترتيب الفسفوليبيدات:
الفسفوليبيدات هي مزدوجة الألفة أو متقابلة الزمر.
عادةً ما تحتوي النهاية المحبة للماء على مجموعة فوسفات سالبة الشحنة، وتتكون النهاية الكارهة للماء عادةً من "ذيول" عبارة عن بقايا طويلة من الأحماض الدهنية.
في المحاليل المائية، تكون الدهون الفوسفورية مدفوعة بتفاعلات كارهة للماء، مما يؤدي إلى تراكم ذيول الأحماض الدهنية لتقليل التفاعلات مع جزيئات الماء.
طبقة ثنائية الفوسفوليبيد:
غالبًا ما تكون النتيجة عبارة عن طبقة ثنائية الفوسفوليبيد: غشاء يتكون من طبقتين من جزيئات الفسفوليبيد المتقابلة، مع تعرض رؤوسها للسائل على كلا الجانبين، مع توجيه ذيولها إلى الغشاء.
هذا هو الشكل الهيكلي السائد لأغشية جميع الخلايا وبعض الهياكل البيولوجية الأخرى، مثل الحويصلات أو أغلفة الفيروسات.
في الأغشية البيولوجية، غالبًا ما تحدث الفسفوليبيدات مع جزيئات أخرى (مثل البروتينات، الجليكوليبيدات، الستيرولات) في طبقة ثنائية مثل غشاء الخلية.
تحدث الطبقات الثنائية الدهنية عندما تصطف ذيول كارهة للماء مع بعضها البعض، وتشكل غشاءًا من الرؤوس المحبة للماء على كلا الجانبين في مواجهة الماء.
ديناميكية الفسفوليبيدات:
تسمح هذه الخصائص المحددة للفوسفوليبيد بلعب دور مهم في غشاء الخلية.
يمكن وصف حركتها من خلال نموذج الفسيفساء المائع، الذي يصف الغشاء بأنه فسيفساء من جزيئات الدهون التي تعمل كمذيب لجميع المواد والبروتينات الموجودة فيه، وبالتالي فإن جزيئات البروتين والدهون تكون حرة في الانتشار بشكل جانبي من خلال مصفوفة الدهون. وتهاجر فوق الغشاء.
تساهم الستيرولات في سيولة الغشاء عن طريق إعاقة تعبئة الفوسفوليبيدات معًا.
ومع ذلك، فقد تم استبدال هذا النموذج الآن، فمن خلال دراسة تعدد الأشكال الدهني، أصبح من المعروف الآن أن سلوك الدهون في ظل الظروف الفسيولوجية (وغيرها) ليس بالأمر السهل.
الفسفوليبيدات الرئيسية:
هياكل دياسيل جليسريد:
1- حمض الفوسفاتيدك (فوسفاتيدات) (PA).
2- فوسفاتيديليثانولامين (سيفالين) (PE).
3- فسفاتيديل كولين (ليسيثين) (كمبيوتر).
4- فوسفاتيديل سيرين (PS).
5- فوسفوينوزيتيدات:
- فوسفاتيديلينوسيتول (PI).
- فوسفاتيديلينوسيتول فوسفات (PIP).
- فسفاتيدينوسيتول ثنائي الفوسفات (PIP2) و
- فوسفاتيديلينوسيتول ثلاثي فوسفات (PIP3).
فوسفوسفينجوليبيدات:
- سيراميد فسفوريل كولين (سفينجوميلين) (SPH).
- سيراميد فسفوريليثانولامين (سفينجوميلين) (سير-بي).
- سيراميد فسفوريليبيد.
استخدامات الفوسفوليبيدات:
تم استخدام الفوسفوليبيدات على نطاق واسع لتحضير الصيغ الدهنية والأثيوسومية والتركيبات النانوية الأخرى للأدوية الموضعية والشفوية والحقن لأسباب مختلفة مثل تحسين التوافر الحيوي وتقليل السمية وزيادة النفاذية عبر الأغشية.
جسيمات شحمية:
غالبًا ما تتكون الجسيمات الشحمية من فوسفوليبيدات غنية بالفوسفاتيديل كولين وقد تحتوي أيضًا على سلاسل فسفوليبيد مختلطة بخصائص الفاعل بالسطح.
تعتبر الصيغة الإثيوسومية للكيتوكونازول باستخدام الفوسفوليبيد خيارًا واعدًا للتوصيل عبر الجلد في حالات العدوى الفطرية.
أدى التقدم في أبحاث الفوسفوليبيد إلى استكشاف هذه الجزيئات الحيوية وتطابقها باستخدام الدهون.
المحاكاة الحسابية للفوسفوليبيدات:
غالبًا ما يتم إجراء عمليات المحاكاة الحسابية للفوسفوليبيدات باستخدام الديناميكيات الجزيئية مع مجالات القوة مثل GROMOS أو CHARMM أو AMBER.
توصيف الفسفوليبيدات:
الفسفوليبيدات شديدة الانكسار بصريًا، أي أن معامل الانكسار يختلف على طول محورها مقارنةً بالعامود عليه.
يمكن قياس الانكسار باستخدام المستقطبات المتقاطعة في المجهر للحصول على صورة على سبيل المثال. جدران الحويصلة أو استخدام تقنيات مثل قياس التداخل ثنائي الاستقطاب لتحديد ترتيب الدهون أو الاضطراب في الطبقات الثنائية المدعومة.
تحليل الدهون الفوسفورية:
لا توجد طرق بسيطة متاحة لتحليل الدهون الفوسفورية، حيث أن المدى القريب للقطبية بين الأنواع المختلفة للفوسفوليبيد يجعل الكشف صعبًا.
غالبًا ما يستخدم كيميائيو الزيت التحليل الطيفي لتحديد وفرة الفوسفور الكلية ثم حساب الكتلة التقريبية للفوسفوليبيدات بناءً على الوزن الجزيئي لأنواع الأحماض الدهنية المتوقعة.
يستخدم التنميط الشحمي الحديث طرقًا أكثر مطلقًا للتحليل، مع التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي، وخاصة 31P-NMR، بينما يوفر HPLC-ELSD قيمًا نسبية.
تخليق الفوسفوليبيد:
يحدث تخليق الفوسفوليبيد في الجانب العصاري الخلوي من غشاء ER المرصع بالبروتينات التي تعمل في التوليف (GPAT و LPAAT أسيل ترانسفيراز، الفوسفاتاز والكولين فوسفوتانسفيراز) والتخصيص (flippase و floppase).
في نهاية المطاف سوف تتبرعم الحويصلة من ER التي تحتوي على الفوسفوليبيدات الموجهة للغشاء الخلوي السيتوبلازمي على المنشور الخارجي و phospholipids الموجهة للغشاء الخلوي خارج الخلية على النشرة الداخلية.
مصادر الفوسفوليبيد:
المصادر الشائعة للفوسفوليبيد المنتج صناعيًا هي فول الصويا وبذور اللفت وعباد الشمس وبيض الدجاج وحليب الأبقار وبيض السمك وما إلى ذلك.
يتم إنتاج الفسفوليبيدات لتوصيل الجينات مثل ديستيرويل فوسفاتيديل كولين، ديوليويل -3-تريميثيل أمونيوم بروبان إلخ صناعياً.
يحتوي كل مصدر على ملف تعريف فريد لأنواع الفوسفوليبيد الفردية، وكذلك الأحماض الدهنية، وبالتالي تطبيقات مختلفة في الغذاء والتغذية والمستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل وتوصيل الأدوية.
نقل الإشارة والفسفوليبيد:
يمكن تقسيم بعض أنواع الفسفوليبيد لإنتاج منتجات تعمل كمرسلين ثانيين في نقل الإشارة.
تشمل الأمثلة فوسفاتيديلينوسيتول (4،5) -بي فوسفات (PIP2)، والذي يمكن تقسيمه بواسطة إنزيم الفوسفوليباز C إلى إينوزيتول ثلاثي الفوسفات (IP3) و diacylglycerol (DAG)، وكلاهما يؤدي وظائف نوع Gq من البروتين G استجابةً لذلك. إلى المنبهات المختلفة والتدخل في عمليات مختلفة من الاكتئاب طويل الأمد في الخلايا العصبية إلى مسارات إشارات الكريات البيض التي تبدأ بواسطة مستقبلات الكيموكين.
تتدخل الفسفوليبيدات أيضًا في مسارات إشارة البروستاجلاندين كمواد خام تستخدمها إنزيمات الليباز لإنتاج سلائف البروستاجلاندين.
تعمل في النباتات كمواد خام لإنتاج حمض الياسمين، وهو هرمون نباتي مشابه في تركيبته للبروستاجلاندين الذي يتوسط الاستجابات الدفاعية ضد مسببات الأمراض.
تقنية غذائية:
يمكن أن تعمل الفوسفوليبيدات كمستحلبات، مما يمكّن الزيوت من تكوين غرواني بالماء.
الفسفوليبيد هو أحد مكونات الليسيثين الموجود في صفار البيض، وكذلك يتم استخراجه من فول الصويا، ويستخدم كمضافات غذائية في العديد من المنتجات ويمكن شراؤه كمكمل غذائي.
تُستخدم Lysolecithins عادةً في مستحلبات الزيت والماء مثل المارجرين، نظرًا لارتفاع نسبة HLB فيها.
مشتقات الفسفوليبيد:
1- مشتقات الفسفوليبيد الطبيعية:
بيض بيض (بيض الليسيثين)، بيض بي جي، فول الصويا بي سي، فول الصويا مهدرج، سفينغوميلين مثل دهون فوسفورية طبيعية.
2- مشتقات الفسفوليبيد الاصطناعية:
- حمض الفوسفاتيدك (DMPA ،DPPA ،DSPA).
- فسفاتيديل كولين (DDPC ،DLPC ،DMPC ،DPPC ،DSPC ،DOPC ،POPC ،DEPC).
- فوسفاتيديل جلسرين (DMPG ،DPPG ،DSPG ،POPG).
- فوسفاتيديليثانولامين (DMPE ،DPPE ،DSPE DOPE).
- فوسفاتيديل سيرين (DOPS).
- فوسفوليبيد PEG (mPEG-phospholipid ،polyglycerin-phospholipid، وظيفي-فسفوليبيد، فوسفوليبيد منشط طرفي).
