Glycérophospholipide - Glycerophospholipid
Les glycérophospholipides ou phosphoglycérides sont des phospholipides à base de glycérol . Ils sont le composant principal des membranes biologiques .
Structures
Le terme glycérophospholipide désigne tout dérivé d' acide glycérophosphorique qui contient au moins un résidu O - acyle , ou O - alkyle , ou O -alk-1'-ényle attaché à la fraction glycérol .
L'alcool est ici le glycérol, auquel deux acides gras et l'acide phosphorique sont attachés sous forme d'esters. Les deux chaînes d'acides gras attachées à la molécule de glycérol sont non polaires donc hydrophobes tandis que les têtes polaires qui sont principalement constituées du groupe phosphate attaché au troisième carbone de la molécule de glycérol sont hydrophiles. Cette double caractéristique conduit au caractère amphipathique des glycérophospholipides. Ils sont généralement organisés en une bicouche dans des membranes avec les têtes hydrophiles polaires collant vers l'extérieur au milieu aqueux et les queues hydrophobes non polaires pointant vers l'intérieur. Les glycérophospholipides sont constitués de diverses espèces diverses qui diffèrent généralement légèrement par leur structure. La structure la plus basique est un phosphatidate. Cette espèce est un intermédiaire important dans la synthèse de nombreux phosphoglycérides. La présence d'un groupe supplémentaire attaché au phosphate permet de nombreux phosphoglycérides différents.
Par convention, les structures de ces composés montrent les 3 atomes de carbone du glycérol verticalement avec le phosphate attaché à l'atome de carbone numéro trois (en bas). Les plasmagènes et les phosphatidates en sont des exemples.
Nomenclature et stéréochimie
En général, les glycérophospholipides utilisent une notation "sn", qui signifie numérotation stéréospécifique . Lorsque les lettres "sn" apparaissent dans la nomenclature, par convention le groupe hydroxyle du deuxième carbone du glycérol (2- sn ) est à gauche sur une projection de Fischer . La numérotation suit celle des projections de Fischer, étant 1- sn le carbone en haut et 3- sn celui du bas.
L'avantage de cette notation particulière est que la configuration spatiale ( D ou L ) de la glycéro-molécule est déterminée intuitivement par les résidus sur les positions sn -1 et sn -3.
Par exemple sn - glycéro-3- acide phosphorique et sn acide glycéro-1-phosphorique sont des énantiomères .
La plupart des huiles végétales ont des acides gras insaturés en position sn -2, avec des acides gras saturés en position 1- sn et/ou 3- sn . Les graisses animales ont plus souvent des acides gras saturés en position 2- sn , avec des acides gras insaturés en position 1- sn et/ou sn3.
Exemples
- Plasmalogènes
Les plasmagènes sont un type de phosphoglycéride. Le premier carbone du glycérol a une chaîne hydrocarbonée liée via une liaison éther, et non ester. Les liaisons sont plus résistantes aux attaques chimiques que les liaisons ester. Le deuxième atome de carbone (central) a un acide gras lié par un ester. Le troisième carbone se lie à une éthanolamine ou à une choline au moyen d'un ester phosphate. Ces composés sont des composants clés des membranes des muscles et des nerfs.
- Phosphatates
Les phosphates sont des lipides dans lesquels les deux premiers atomes de carbone du glycérol sont des esters d'acides gras, et le 3 est un ester de phosphate. Le phosphate sert de lien à un autre alcool, généralement l'éthanolamine, la choline, la sérine ou un glucide. L'identité de l'alcool détermine la sous-catégorie du phosphatidate. Il y a une charge négative sur le phosphate et, dans le cas de la choline ou de la sérine, un ion ammonium quaternaire positif. (La sérine a également un groupe carboxylate négatif.) La présence de charges donne une "tête" avec une charge globale. La partie ester phosphate ("tête") est hydrophile, tandis que le reste de la molécule, l'acide gras "queue", est hydrophobe. Ce sont des composants importants pour la formation des bicouches lipidiques.
Les phosphatidyléthanolamines, les phosphatidylcholines et d'autres phospholipides sont des exemples de phosphatidates.
- Phosphatidylcholines
Les phosphatidylcholines sont des lécithines . La choline est l'alcool, avec un ammonium quaternaire chargé positivement, lié au phosphate, avec une charge négative. Les lécithines sont présentes dans tous les organismes vivants. Un jaune d'œuf a une forte concentration de lécithines, qui sont commercialement importantes en tant qu'agent émulsifiant dans des produits tels que la mayonnaise. Les lécithines sont également présentes dans le cerveau et les tissus nerveux.
- Autres phospholipides
Il existe de nombreux autres phospholipides, dont certains sont des glycolipides . Les glycolipides comprennent les sucres phosphatidyliques où le groupe fonctionnel alcool fait partie d'un glucide. Les sucres phosphatidyliques sont présents dans les plantes et certains micro-organismes. Un glucide est très hydrophile en raison du grand nombre de groupes hydroxyle présents.
Les usages
Fonctions et utilisation dans les membranes
L'une des principales fonctions du glycérophospholipide est de servir de composant structurel des membranes biologiques. Leur nature amphipathique entraîne la formation de la structure bicouche lipidique des membranes. La membrane cellulaire vue au microscope électronique se compose de deux couches identifiables, ou « feuillets », dont chacune est constituée d'une rangée ordonnée de molécules de glycérophospholipides. La composition de chaque couche peut varier considérablement selon le type de cellule.
- Par exemple, dans les érythrocytes humains, le côté cytosolique (le côté faisant face au cytosol ) de la membrane plasmique se compose principalement de phosphatidyléthanolamine , de phosphatidylsérine et de phosphatidylinositol.
- En revanche, le côté exoplasmique (le côté extérieur de la cellule) se compose principalement de phosphatidylcholine et de sphingomyéline , un type de sphingolipide .
Chaque molécule de glycérophospholipide est constituée d'un petit groupe de tête polaire et de deux longues chaînes hydrophobes . Dans la membrane cellulaire, les deux couches de phospholipides sont disposées comme suit :
- les queues hydrophobes se pointent l'une vers l'autre et forment un centre gras et hydrophobe
- les groupes de têtes ioniques sont placés sur les surfaces interne et externe de la membrane cellulaire
Il s'agit d'une structure stable car les groupes de tête hydrophiles ioniques interagissent avec les milieux aqueux à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, tandis que les queues hydrophobes maximisent les interactions hydrophobes entre elles et sont tenues à l'écart des environnements aqueux . Le résultat global de cette structure est de construire une barrière graisseuse entre l'intérieur de la cellule et son environnement.
Outre leur fonction dans les membranes cellulaires, ils fonctionnent dans d'autres processus cellulaires tels que l'induction et le transport de signaux. En ce qui concerne la signalisation, ils fournissent les précurseurs des prostanglandines et autres leucotriènes. C'est leur distribution et leur catabolisme spécifiques qui leur permettent d'effectuer les processus de réponse biologique énumérés ci-dessus. Leurs rôles de centres de stockage pour les messagers secondaires dans la membrane est également un facteur contribuant à leur capacité à agir en tant que transporteurs. Ils influencent également la fonction des protéines. Par exemple, ce sont des constituants importants des lipoprotéines (protéines solubles qui transportent les graisses dans le sang) et affectent donc leur métabolisme et leur fonction.
Utilisation en émulsification
Les glycérophospholipides peuvent également agir comme agent émulsifiant pour favoriser la dispersion d'une substance dans une autre. Ceci est parfois utilisé dans la fabrication de bonbons et la fabrication de glaces.
Dans le cerveau
Les membranes neurales contiennent plusieurs classes de glycérophospholipides qui se renouvellent à des vitesses différentes en ce qui concerne leur structure et leur localisation dans différentes cellules et membranes. Il existe trois grandes classes à savoir; 1-alkyl-2-acyl glycérophospholipide, 1,2-diacyl glycérophospholipide et plasmalogène. La fonction principale de ces classes de glycérophospholipides dans les membranes neurales est d'assurer la stabilité, la perméabilité et la fluidité grâce à des altérations spécifiques de leurs compositions. La composition en glycérophospholipides des membranes neurales altère fortement leur efficacité fonctionnelle. La longueur de la chaîne acyle des glycérophospholipides et le degré de saturation sont des déterminants importants de nombreuses caractéristiques membranaires, y compris la formation de domaines latéraux riches en acides gras polyinsaturés. La dégradation médiée par les récepteurs des glycérophospholipides par les phospholipases A(l), A(2), C et D entraîne la génération de seconds messagers, tels que les prostaglandines , les eicosanoïdes , le facteur d'activation plaquettaire et le diacylglycérol. Ainsi, les phospholipides de la membrane neurale sont un réservoir pour les seconds messagers. Ils sont également impliqués dans l'apoptose, la modulation des activités des transporteurs et les enzymes liées à la membrane. Des altérations marquées de la composition des glycérophospholipides de la membrane neurale ont été signalées dans les troubles neurologiques. Ces altérations entraînent des changements dans la fluidité et la perméabilité des membranes. Ces processus ainsi que l'accumulation de peroxydes lipidiques et un métabolisme énergétique compromis peuvent être responsables de la neurodégénérescence observée dans les troubles neurologiques.
Métabolisme
Le métabolisme des glycérophospholipides est différent chez les eucaryotes, les cellules tumorales et les procaryotes. La synthèse chez les procaryotes implique la synthèse de glycérophospholipides, d'acide phosphatidique et de groupes de tête polaire. La synthèse de l'acide phosphatidique chez les eucaryotes est différente, il existe deux voies, l'une vers l'autre vers la phosphatidylcholine et la phosphatidyléthanolamine. Les glycérophospholipides sont généralement métabolisés en plusieurs étapes avec différents intermédiaires. La toute première étape de ce métabolisme implique l'ajout ou le transfert des chaînes d'acides gras au squelette du glycérol pour former le premier intermédiaire, l'acide lysophosphatidique (LPA). Le LPA devient alors acylé pour former l'acide phosphatidique intermédiaire suivant (PA). Le PA peut être déphosphorylé conduisant à la formation de diacylglycérol qui est essentiel dans la synthèse de la phosphatidylcholine (PC). Le PC est l'une des nombreuses espèces de glycérophospholipides. Dans une voie appelée voie Kennedy, les têtes polaires sont ajoutées pour compléter la formation de l'ensemble de la structure constituée des régions de la tête polaire, des deux chaînes d'acides gras et du groupe phosphate attaché au squelette du glycérol. Dans cette voie Kennedy, la choline est convertie en CDP-choline qui entraîne le transfert des groupes de tête polaires pour achever la formation de PC. La PC peut ensuite être convertie en d'autres espèces de glycérophospholipides telles que la phosphatidylsérine (PS) et la phosphatidyléthanolamine (PE).
Voir également
Les références
Liens externes
- Glycérophospholipides à la National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH) des États-Unis
- Diagramme sur uca.edu
