Estrutura de fosfatidilinositol, treinamento, funções

Ele fosfatidilinositol É um fosfolipídeo da família de glicerofosfolipídios ou fosfoglicerídeos, que estão presentes nas membranas biológicas. Constitui cerca de 10% do conteúdo total de fosfolipídios em uma célula média.

É comum na face interna da membrana plasmática de muitos eucariotos e procariontes. Em mamíferos e outros vertebrados, enriquece especialmente as membranas das células cerebrais; E foi nesses tecidos onde foi observado pela primeira vez por Folch e Woooley em 1942.

Representação clássica do fosfatidilinitol (Fonte: Neurotoger [Domínio Público] via Wikimedia Commons)

Sua estrutura química, bem como a de alguns de seus derivados fosforilados, foi determinada pelo grupo de pesquisa Ballou entre 1959 e 1961.

Possui funções estruturais importantes, relacionadas à sua abundância nas membranas, mas também é uma fonte importante de segundos mensageiros que têm implicações importantes nos processos de sinalização celular que são disparados por numerosos e vários estímulos especiais.

Sua forma glicosilada participa da modificação covalente de proteínas que lhes permite unir as membranas através de estruturas lipídicas chamadas GPI de “âncoras” (glicosilfosfatidilinositol).

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Estrutura

Como a maioria dos lipídios da membrana, o fosfatidilinositol é uma molécula anfipática, ou seja, é uma molécula com uma extremidade polar de hidrofil e outra extremidade apolar da natureza hidrofóbica.

Sua estrutura geral é baseada em uma cabeça de esqueleto de glicerol de 3-fosfato de 1,2-diófato ”, representa a região polar.

Grupo Cabeza: Inositol

Uma molécula unida de inositol por meio de uma ligação fosfodiéster ao grupo fosfato no carbono na posição 3 da molécula de glicerol representa o grupo "cabeça" deste fosfolipídeo.

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O inositol é um derivado do ciclohexano que possui todos os seus átomos de carbono (6) cada um unido a um grupo hidroxil. Pode vir do alimento consumido na dieta, a partir da rota de síntese de Novo ou sua própria reciclagem. Células cerebrais, bem como outros tecidos em uma proporção menor, produzem a partir de glicose 6-fosfato.

A estrutura de muitos dos derivados de fosfatidilinol nada mais é do que uma molécula de fosfatidilinitol à qual os grupos fosfato foram adicionados em qualquer um dos grupos hidroxila da porção de inositol.

Filas apolares

As cadeias de hidrocarbonetos de caudas apolares podem ter comprimentos variáveis ​​de 16 a cerca de 24 átomos de carbono, dependendo do corpo em questão.

Essas cadeias podem ser saturadas (carbono simples - carbono) ou insaturadas (carbono - carbono; monoinsaturado ou poliinsaturado), geralmente é insaturado.

Normalmente, esses lipídios têm cadeias de ácidos graxos correspondentes ao ácido esteárico e ao ácido araquidônico, 18 e 20 átomos de carbono, um saturado e o outro insaturados, respectivamente, respectivamente.

Treinamento

O fosfatidilinositol, como outros fosfolipídios, é formado a partir de ácido fosfatídico, um fosfolipídeo simples cuja estrutura é caracterizada por duas caudas apolares e uma cabeça polar composta apenas pelo grupo de fosfato unido por carbono na posição 3 do glicerol.

Síntese de Novo

Para educação de Novo De fosfatidilinositol, o ácido fosfatídico reage com CTP (citidina trifosfato), uma molécula de alta energia análoga ao ATP e a forma de cdp-diacilglicerol, que é um precursor comum na rota de fosfatidilinol e seus derivados, de fosfatidilcerolcerol e dígui.

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A reação em questão é catalisada pela CDP-diacilglicerol sintase, que possui uma localização subcelular dupla que envolve a fração microssomal e a membrana mitocondrial interna.

Mais tarde, o fosfatidilinositol surge de uma reação de condensação entre uma molécula de inositol e uma de CDP-diacilglicerol resultante da passagem anterior.

Esta etapa é catalisada por uma fosfatidilinositol sintase (cdp-diacilglicerol: mioinositol 3-fosfatidil transfrase), uma enzima associada à membrana do retículo endoplasmático de células mamíferas.

A reação que representa a etapa limitadora desse processo é realmente a da formação de inositol a partir de glicose 6-fosfato, que deve ocorrer "a montante" da rota biosíntica.

Síntese de seus derivados

Os derivados fosforilados com fosfatidilinositol são produzidos por um grupo de enzimas chamadas fosfatidilinositol cinases, responsáveis ​​por unir grupos fosfato aos grupos hidroxila da parte inositol do lipid do precursor.

Funções

Estrutural

Como fosfatidilserina e fosfatidilglicerol, o fosfatidilinositol cumpre várias funções. Possui implicações estruturais importantes, pois faz parte dos bicicletas lipídicos que compõem as diferentes e multifuncionais membranas biológicas.

Muitas proteínas são "se ligam" às membranas celulares através do que é chamado de "âncoras GPI", que nada mais são do que derivados glicosilados de fosfatidilinitol que fornecem proteínas uma "âncora" hidrofóbica que as mantém na superfície da membrana.

Algumas proteínas do citoesqueleto se ligam a derivados fosforilados com fosfatidilinitol, e esse tipo de lipídeo também serve como núcleo para a formação de complexos proteicos envolvidos na exocitose.

Na sinalização celular

Seus derivados, por exemplo, são segundos mensageiros em muitos processos de sinalização relacionados a hormônios em mamíferos.

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Dois dos mensageiros secundários mais importantes que derivam do que foi chamado de "o sistema de fosfatidilinositol sensível ao hormônio" são o inositol 1,4,5-trifosfato (ip3 ou inositol tripefosfato) e diacilglicerol, que cumprem várias funções "Waters abaixo" na cachoeira.

O IP3 está envolvido na cachoeira de sinalização hormonal usada por sistemas de segundo mensageiro, como a adrenalina.

O inositol é um mensageiro solúvel que exerce suas funções em citosol, enquanto o diabilglicerol é gordo -solúvel e permanece ligado na membrana, onde também exerce funções como mensageiro.

Da mesma maneira, nas plantas, foi determinado que os derivados fosforilados de fosfatidilinositol também têm funções importantes em cachoeiras de sinalização celular.

Referências

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4. Nelson, d. eu., & Cox, M. M. (2009). Lehninger Principles of Biochemistry. Edições Omega (5ª ed.).
5. Vance, j. E., & Vance, D. E. (2008). Bioquímica de lipídios, lipoproteínas e membranas. Em Novo entendimento de Bioquímica Vol. 36 (4ª ed.). Elsevier.