Etilo eteriai ir fosfolipidai

1 dalis: Etilo eteriai: chemija, savybės ir naudojimas

1.1 Etilo eterio struktūra ir nomenklatūra

Etilo eteriai (dietologiniai eteriai) yra organinių junginių klasė, kuriai būdinga eterinė grupė (-o-) tarp dviejų etinių (C₂H₅) radikalų. Bendroji etilo eterių formulė: C₂H₅-O-C₂H₅, dažnai sutrumpintai kaip ET-O-T arba (C₂H₅) ₂O. Struktūriškai tai reiškia, kad deguonies atomas yra klastingas su dviem etinėmis grupėmis. Ši paprasta struktūra lemia daugybę fizinių ir cheminių etilo eterių savybių.

Etilo eterio nomenklatūra pagal IPAC taisykles (Tarptautinė teorinės ir taikomosios chemijos sąjunga) siūlo du pagrindinius metodus: pakaitinę nomenklatūrą ir radikalią funkcinę nomenklatūrą. Pakaitinėje nomenklatūroje eteris laikomas alkokso ir gamybos alkanu. Dietil -eterio atveju tai gali būti laikoma etoksietanais. Radikaliai funkcinė nomenklatūra yra labiau tradicinė ir apima radikalų, susijusių su deguonies atomu, perkėlimą, pridedant žodį „eteris“. Taigi (C₂H₅) ₂O yra dietilo eteris. Mišrios eteriai, turintys skirtingas alkyle grupes (pavyzdžiui, metil EJER, CH₃-O-C₂H₅) yra nomenklatūra, išvardijant grupes abėcėlės tvarka. Svarbu atsiminti, kad mokslinėje literatūroje paprastai naudojama sisteminė nomenklatūra, nors nereikšmingi pavadinimai (pavyzdžiui, dietilo eteris) yra plačiai paplitę. Šiuolaikinėse IUPAC nomenklatūros taisyklėse taip pat nagrinėjama galimybė transliuoti transliacijas kaip oksaciploalkanus, ypač cikliniams eteriams.

1.2 Etilo eterio fizinės savybės

Fizinės etilo eterio savybės atsiranda dėl jų molekulinės struktūros, ypač dėl eterinės grupės ir nėra stiprios tarpmolekulinės sąveikos, tokios kaip vandenilio jungtys (gryna forma). Pagrindinės fizinės savybės apima:

• Apibendrinta būsena: Kambario temperatūroje etilo eteriai paprastai yra skysčiai. Pvz., Dityl Ether yra bespalvis, lengvai piešiantis skystis.

• Kvapas: Etilo eteriai turi būdingą eterinį kvapą. Šis kvapas dažnai apibūdinamas kaip saldus ir primena anestetikų kvapą. Kvapo intensyvumas priklauso nuo eterio koncentracijos.

• Virimo taškas: Etilo esterių virimo temperatūra yra palyginti žemoje, palyginti su tinkamais alkoholiais. Pavyzdžiui, dietilo eterio virimo temperatūra yra 34,6 ° C, o butanolio virimo temperatūra (alkoholis su panašia molekuline mase) yra daug aukštesnė. Tai paaiškinama dėl to, kad trūksta vandenilio ryšių tarp eterio molekulių, kurioms reikia daugiau energijos plyšimui, kai juda į dujinę būseną.

• Tirpumas: Etilo eteriai vandenyje vidutiniškai tirpsta. Tirpumas mažėja didėjant alkyle grupių dydžiui. Dethilo eteris tirpsta vandenyje maždaug 7,5% (masė/tūris) kambario temperatūroje. Tačiau eteriai yra gerai ištirpinti organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip alkoholiai, benzenas ir chloroformas.

• Tankis: Etilo eteriai paprastai yra ne tokie tankūs nei vanduo. Dietilo eterio tankis yra apie 0,713 g/ml esant 20 ° C.

• Klampumas: Etilo eteriai turi mažą klampumą, o tai reiškia, kad jie lengvai teka.

• Poliškumas: Eterinė grupė (-o-) suteikia molekulei nedidelį poliškumą, nors eterio poliškumas yra daug mažesnis nei alkoholių. Taip yra dėl to, kad komunikacijos CO dipolio momentą iš dalies kompensuoja molekulės konfigūracija.

• Lūžio rodiklis: Etilo eteriai turi tam tikrą lūžio rodiklį, kuris naudojamas medžiagos grynumui nustatyti ir nustatyti.

• Tvarumas: Etilo esteriai paprastai būna stabilūs normaliomis sąlygomis, tačiau gali suskaidyti stiprių rūgščių, oksiduojančių agentų įtakoje arba ilgalaikis šviesos ir deguonies poveikis. Ypatingas pavojus yra peroksidų susidarymas laikant dietilo eterį, kuris gali būti sprogstamasis.

1.3 Etilo eterio cheminės savybės

Etilo eterio chemines savybes daugiausia lemia esminio ryšio (COC) stabilumas ir deguonies atomo gebėjimas veikti kaip silpnas pagrindas ar nukleofilas. Apskritai, transliacijos yra gana inertiškos, palyginti su kitomis funkcinėmis grupėmis, todėl jos yra naudingos kaip tirpikliai.

• Eterinės skilimo reakcijos: Esminis ryšys yra gana stabilus, tačiau gali būti padalytas standžiomis sąlygomis, tokiomis kaip kaitinimas su koncentruotomis halogeninėmis vandenilio rūgštimis (HCL, HBR, HI). Šiose reakcijose deguonies atomas yra protonų, todėl jis yra jautresnis nukleofilos (halogenido jonų) priepuolis. Reakcija lemia alkoholio ir haloenalcano susidarymą. Pavyzdžiui, dietilo eteris, kaitinamas koncentruota brominoculine rūgštimi (HBR), sudaro etanolį ir bromoentaną. Eterinio ryšio padalijimo reakcija yra SN1 arba SN2 reakcija, atsižvelgiant į alkyle grupių, susijusių su deguonies atomu, struktūra.

• Oksonio druskų išsilavinimas: Esminės grupės deguonies atomas turi nepatogią elektronų porą ir gali veikti kaip silpnas pagrindas, paimdamas protoną iš stiprių rūgščių. Dėl to susidaro oksonio druskos, kurios yra katijoniniai junginiai. Pavyzdžiui, dietilo eteris gali reaguoti chloro rūgštimi (HCLO₄), susidarant perchlorato dietloxonium. Oksonio druskos paprastai būna nestabilios ir lengvai hidrolizuojamos vandeniu, kai regeneracija yra esteris ir rūgštis.

• Reakcijos su Grignar reagentais: Etheriai, ypač DYUMEL ETHER, yra plačiai naudojami kaip tirpikliai Grignaro reakcijoms. Grignar reagentai (RMGX) yra stiprūs nukleofilai ir bazės, kurios yra labai jautrios vandens ir kitiems protonų tirpikliams. Etheriai dėl jų inercijos su gregnaro reagentais ir gebėjimas tirpinti ir stabilizuoti magnio -organinius junginius yra idealūs tirpikliai šioms reakcijoms. Esminis deguonis suderinamas su magnio atomu Grignaro reagente, sudarydamas kompleksą ir užkirsdamas kelią jo skilimui.

• Švietimo peroksidas: Viena iš svarbiausių ir potencialiai pavojingų reakcijų, kuriose gali dalyvauti etilo eteriai, yra peroksidų susidarymas laikant laikant oro ir šviesos deguonį. Peroksidai susidaro dėl radikalios reakcijos, kai vandenilio atomas išvalomas esterio α-UGLEROD, o susidaręs radikalas reaguoja su deguonimi su peroksidinio radikalo susidarymu. Peroksidiniai radikalai dar labiau reaguoja su eteriu, todėl susidaro peroksidai ir hidraksidai. Šie peroksidai yra nestabilūs ir laikui bėgant gali kauptis eteryje. Jie kelia rimtą pavojų, nes jie gali sprogti kaitindami, išgaruodami ar smogdami. Kad būtų išvengta peroksidų susidarymo, į transliacijas pridedami stabilizatoriai, tokie kaip Butyled hidroksitoluool (BHT). Prieš naudodami transliacijas, ypač dietilo eterį, būtina patikrinti peroksidų buvimą.

• Reakcijos su elektrofilais: Nors transliacijos nėra stiprūs nukleofilai, jie gali reaguoti su stipriais elektrofilais, tokiais kaip triflataliniai anhidridai ar imininė katijonas, sudarydami aktyvuotus tarpinius produktus, kurie gali būti tolesnės reakcijos.

1.4 Etilo eterio gavimas

Yra keli etilo eterio gavimo būdai tiek laboratorijoje, tiek pramoniniu mastu. Kai kurie dažniausiai pasitaikantys metodai yra šie:

• Tarpmolekulinė alkoholių dehidratacija: Šis metodas apima alkoholio kaitinimą esant sunkią rūgštį (pavyzdžiui, h₂so₄ sieros rūgštį arba H₃po₄ fosforo rūgštį) kaip katalizatorių. Kai šildoma, atsiranda dviejų alkoholio molekulių vandens molekulė, sudarydama eterį. Reakcija yra SN2 mechanizmas, o jo efektyvumas priklauso nuo alkoholio struktūros. Pirminiai alkoholiai paprastai suteikia gerą oro išvestį, o antriniai ir tretiniai alkoholiai gali būti pašalinti formuojant alkenus kaip pagrindinius produktus. Temperatūros režimas yra labai svarbus norint kontroliuoti reakciją. Žemesnė temperatūra (apie 140 ° C) prisideda prie eterio susidarymo, tuo tarpu aukštesnė temperatūra (apie 180 ° C) susidaro alkenas. Šis metodas istoriškai yra svarbus gaminant dietilo eterį.

• Williamsono sintezė (Williamsono eterio sintezė): Šis metodas yra vienas iš bendrų ir universaliausių transliacijų gavimo būdų. Tai apima alcohoksido (alkoholio druskos) reakciją su haloenalcan (alkilgalogenidu). Alkoksidas veikia kaip nukleofilas, užpuolęs halogenalinio elektrofilinę anglies kiekį su halogenido jonų klirensu. Reakcija yra SN2 mechanizmas, todėl norint gauti gerus išėjimus, rekomenduojama naudoti pirminius haloenakakus. Antriniai ir tretiniai haloenakakai gali būti pašalinti, ypač esant stiprioms priežastams. Alkoksidai gaunami apdorojant alkoholį kaip stiprią bazę, pavyzdžiui, natrio hidridą (NAH), metalo natrio (NA) arba kalio hidroksidą (KOH). Williamsono sintezė leidžia tiek simetriškus (ROR), tiek asimetrinius (RO-R ‘) eterius.

• Alkenų reakcija į alkoholius esant rūgštimi: Alkens gali reaguoti su alkoholiais, esant stipriajai rūgštims kaip katalizatoriui, susidarant esteriams. Šioje reakcijoje alkoholis sujungiamas pagal Markovnikovo taisyklę. Reakcijos mechanizmas apima alkeno protonavimą, susidarant su karbokationu, kurį vėliau užpuola alkoholis. Šis metodas paprastai naudojamas trečiojo vamzdelio eteriams gauti.

• Atsakymas Meerweina-Pondorfa-Berlia: Šis metodas, nors jis nėra pagrindinis eterio sintezės metodas, gali būti naudojamas norint gauti tam tikrų tipų eterius, ypač ciklinius eterius.

• Esant alkoholiui, oksmimeriniai alkenai: Ši reakcija apima alkeno apdorojimą su gyvsidabrio acetatu (II) alkoholiu, po to demurkuliacija naudojant natrio borhidridą (NABH₄). Reakcija sukelia alkoholio pritvirtinimą prie Dvigubo Alkeno jungties pagal Markovnikovo taisyklę, formuojančią eterį.

1.5 Etilo eterio naudojimas

Etilo eteriai yra plačiai naudojami įvairiose srityse, įskaitant:

• Solivikliai: Etilo eteriai, ypač dietilo eteris, yra puikūs tirpikliai daug įvairių organinių junginių. Jie naudojami laboratorijose ekstrahavimui, kryžminiams šalims ir kaip reakcinei aplinkai. Jų žemas virimo temperatūra palengvina tirpiklio pašalinimą pasibaigus reakcijai.

• Anestetika: Istoriškai dietilo eteris buvo naudojamas kaip dažnas anestetikas. Tačiau dėl didelio nežinojimo ir gebėjimo sukelti šalutinį poveikį, pavyzdžiui, pykinimą ir vėmimą, jį pakeitė saugesni anestetikai, tokie kaip galotanas ir izofluranas. Tačiau transliacijos vis dar gali būti naudojamos veterinarinėje medicinoje kaip anestetikai.

• Ištraukimas: Etilo eteriai yra naudojami iš natūralių šaltinių išgauti įvairias medžiagas, tokias kaip augalų eteriniai aliejai ar lipidai iš audinių.

• Kitų cheminių medžiagų gamyba: Etilo eteriai naudojami kaip šaltinis kitų cheminių medžiagų, tokių kaip aldehidai, ketonai ir polimerai, gamybai.

• Grignar reakcijos: Kaip minėta anksčiau, dietilo eteris yra svarbus „Grignar“ reakcijų tirpiklis.

• Degalų priedai: Kai kurie etilo eteriai, tokie kaip metil-trett-dubulilinis eteris (MTBE) ir Etil-tret-butila (ETBE), yra naudojami kaip benzino priedai, siekiant padidinti oktano skaičių ir sumažinti kenksmingų medžiagų išmetimą. Tačiau MTBE naudojimas kritikuojamas dėl jo sugebėjimo užteršti požeminį vandenį.

• Laboratoriniai reagentai: Etilo eteriai naudojami kaip laboratoriniai reagentai įvairioms cheminėms reakcijoms.

• Farmacija: Etilo eteriai gali būti naudojami kaip tirpikliai ar tarpiniai produktai gaminant vaistus.

• Parfumerija: Kai kurios transliacijos yra naudojamos kvepaluose, kad aromatai pateiktų tam tikras pastabas.

• Klijai ir dangos: Etheriai gali būti naudojami kaip klijų ir dangų dalis.

1.6 Saugumas dirbant su etilo eteriais

Dirbant su etilo eteriais, reikia pastebėti griežtas saugumo priemones dėl jų uždegimo ir galimo peroksidų susidarymo pavojaus. Pagrindinės saugumo priemonės apima:

• Nežinojimas: Etilo eteriai yra labai lengvai užsidegantys. Jų poros gali sudaryti sprogstamuosius mišinius su oru. Būtina išvengti transliacijų naudojimo šalia gaisro šaltinių, kibirkščių ar šilumos. Darbas turėtų būti atliekamas šuliniovadoje.

• Švietimo peroksidas: Kaip jau minėta, transliacijos gali sudaryti sprogstamuosius peroksidus saugojimo metu. Prieš naudodamiesi eteriu, būtina patikrinti, ar nėra peroksidų. Norėdami tai padaryti, galite naudoti komerciškai prieinamas bandymų juosteles ar reagentus. Etheriai turėtų būti laikomi tamsioje, vėsioje vietoje, sandariai uždarose talpyklose, atokiau nuo šviesos ir deguonies. Norint išvengti peroksidų susidarymo, rekomenduojama pridėti stabilizatorių, tokių kaip BHT. Eterai, turintys peroksidų, turėtų būti sunaikinti pagal pavojingų atliekų šalinimo taisykles. Neįmanoma ištarti transliacijų, kuriose yra peroksidų iki sausos būsenos, nes tai gali sukelti sprogimą.

• Toksiškumas: Etilo eteriai gali būti toksiški įkvepiant, rijant ar kontaktuojant su oda. Ilgalaikis eterio garų poveikis gali sukelti galvos svaigimą, galvos skausmą, pykinimą ir sąmonės praradimą. Būtina išvengti eterio garų įkvėpimo ir kontakto su oda bei akimis. Dirbdami su transliacijomis, turėtumėte naudoti asmenines apsaugos priemones, tokias kaip pirštinės, apsauginiai akiniai ir respiratorius (jei reikia).

• Saugojimas: Eterai turėtų būti laikomi specialiai nurodytose degių skysčių, toli nuo gaisro šaltinių, oksiduojančių medžiagų ir kitų nesuderinamų medžiagų, vietose. Konteineriai turi būti aiškiai nurodyti ir sandariai uždaryti. Reikėtų laikytis cheminių atliekų laikymo ir šalinimo taisyklių.

• Medicinos priežiūra: Jei kontaktuojate su eteriu, turite nedelsdami kreiptis į medicininę pagalbą. Įkvėpus eterio garą, būtina auką atnešti į gryną orą. Jei eteris patenka į odą arba į akis, mažiausiai 15 minučių būtina nuplauti paveiktą plotą dideliu kiekiu vandens. Nukriant eterį, vėmimas neturėtų būti sukeltas.

2 dalis: Fosfolipidai: struktūra, savybės ir biologinis vaidmuo

2.1 Bendra fosfolipidų struktūra ir klasifikacija

Fosfolipidai yra lipidų klasė, kurios yra pagrindiniai ląstelių membranų komponentai. Jų amfipatinis pobūdis (tiek hidrofobinių, tiek hidrofilinių dalių buvimas) leidžia jiems sudaryti lipidų dėžes, kurios sudaro ląstelių membranų pagrindą. Bendrą fosfolipidų struktūrą sudaro::

1. Glicerinas arba sfingozino skeletas: Fosfolipidai gali būti glicerofosfolipidai ar spingofopolipidai, atsižvelgiant į tai, ar glicerinas, ar spingozinas yra skeletas. Gliceroposfolipidai, dažniausiai pasitaikantys, yra glicerino-3-fosfatas kaip pagrindinė struktūra. Sfingofopolipiduose yra spingozino ar jo darinių.

2. Dvi riebiosios rūgštys: Riebalų rūgštys yra pritvirtintos prie glicerino skeleto per kompleksines EFIR (ESTER) ryšius. Paprastai viena riebalų rūgštis yra prisotinta, o kita – nesočiųjų. Riebalų rūgščių tipas ir padėtis daro įtaką fizinėms membranos savybėms, tokioms kaip sklandumas.

3. Fosfato grupė: Fosfato grupė yra pritvirtinta prie trečiosios glicerolio anglies (glicerofosfolipidų atveju) arba prie pirmosios sfingosino anglies (spingofopolipidų atveju). Fosfato grupė turi neigiamą krūvį ir yra hidrofilinė molekulės dalis.

4. Poliarinė galva (alkoholis): Fosfato grupę galima papildomai užuotruoti mažu poliariniu alkoholiu, tokiu kaip cholinas, etanolaminas, serinas ar inozitol. Šis alkoholis suteikia fosfolipidų papildomų savybių ir daro įtaką membranos sąveikai su kitomis molekulėmis. Poliarinė galva yra hidrofilinė molekulės dalis ir suteikia sąveiką su vandens aplinka.

Fosfolipidų klasifikacija grindžiama skeleto struktūra ir polinės galvos tipu:

• Glicerofosfolipidai:

  • Fosfatidilcholinas (PC): Dažniausias fosfolipidas eukariotų ląstelių membranose. Sudėtyje yra cholino kaip poliarinė galva.
  • Fosfatidilethanolaminas (PE): Antrasis labiausiai paplitęs fosfolipidas. Jame yra etanolamino kaip poliarinė galva.
  • Fosfateeidix (PS): Yra serin kaip poliarinė galva. Svarbu perduoti signalus ir apoptozę. Jis turi neigiamą krūvį su fiziologiniu pH.
  • Fosfatidilinozitol (PI): Sudėtyje yra inozitolio kaip poliarinė galva. Jis vaidina svarbų vaidmenį perduodant signalus ir reguliuojant ląstelių augimą. Jis gali būti fosforizuotas formuojant fosfatidilinosososfatus (PIP), kurie dalyvauja membranų pernešimo ir kitų ląstelių procesų reguliavime.
  • Fosfatidilglicerinas (PG): Sudėtyje yra glicerino kaip poliarinė galva. Tai svarbu atliekant mitochondrijų funkciją ir paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezę plaučiuose.
  • Kardiolipinas (CL): Sudėtyje yra du fosfatidilglicerino liekanos, sujungtos su glicerinu. Jis buvo rastas beveik vien tik vidinėje mitochondrijų membranoje ir yra svarbus kvėpavimo takų grandinės funkcijai.

• Spingofopolipidai:

  • Sphingomielinas (SM): Vienintelis fosfolipidas, kuriame nėra glicerino. Jį sudaro sfingosinas, riebalų rūgštis ir fosforilllinas. Pagrindinis fosfolipidas nervų ląstelių mielino apvalkale.

Taip pat randami fosfolipidai, kuriuose nėra glicerino ar sfingozino, pavyzdžiui, digliceridpirofosfatas, tačiau jų funkcija ir pasiskirstymas yra ribotos.

2.2 Fosfolipidų fizinės savybės ir lipidų susidarymas

Fosfolipidų fizinės savybės dėl jų amfipatinio pobūdžio lemia lipidų šiukšliadėžes vandens aplinkoje. Lipidų bilos yra ląstelių membranų pagrindas ir nustato jų struktūrą bei funkcijas.

• Ampypetika: Fosfolipiduose yra ir hidrofobinė (ne -polinė) dalis (riebalų rūgščių uodegos), ir hidrofilinė (polinė) dalis (fosfato grupės ir alkoholio galva). Šis amfipatinis pobūdis yra raktas į lipidų susidarymą.

• Švietimo micelis ir lipos: Vandens aplinkoje fosfolipidai yra organizuojami, kad būtų sumažintas hidrofobinių uodegų kontaktas su vandeniu. Esant mažoms koncentracijoms, jos gali sudaryti miceles, sferines struktūras, kuriose hidrofobinės uodegos yra nukreiptos į vidų, ir hidrofilinės galvutės – liečiamos su vandeniu. Esant didesnėms koncentracijoms, fosfolipidai sudaro liposomas, uždaras sferines pūsleles, susidedančias iš vienos ar daugiau lipidų bilazių. Liposomos naudojamos kaip vaistų pristatymo sistemos.

• Lipid bilacs: Lipidų tulžė yra struktūra, kurioje du fosfolipidų sluoksniai yra priešais vienas kitą, hidrofobinės uodegos viduje ir hidrofilinės galvutės, liečiant vandens aplinką. Tai suteikia stabilią ir energetiškai naudingą struktūrą, kuri yra ląstelių membranų pagrindas.

• Membranos sklandumas: Lipidų bilos nėra statinės struktūros. Fosfolipidai gali judėti sluoksnio viduje, pakeisdami savo padėtį ir orientaciją. Šis procesas vadinamas membranos sklandumu. Membranos sklandumas priklauso nuo:

  • Temperatūra: Padidėjus temperatūrai, didėja membranos sklandumas.
  • Riebalų rūgščių sudėtis: Nesočiosios riebalų rūgštys su cis-vandens jungtimis sukuria „posūkius“ angliavandenilių uodegose, o tai neleidžia tankiai pakuoti fosfolipidus ir padidina membranų sklandumą. Sotos riebalų rūgštys, priešingai, leidžia tankesnėms pakuoti ir sumažinti sklandumą.
  • Cholesterolio kiekis: Lipidų cholesterolis, esantis gyvūnų ląstelių membranose, gali paveikti membranų sklandumą. Esant aukštai temperatūrai, cholesterolis sumažina sklandumą, ribodamas fosfolipidų judėjimą. Esant žemai temperatūrai, cholesterolis padidina sklandumą, neleidžiant tankiai pakuoti fosfolipidus.

• Fazių perėjimai: Lipidų bilos gali egzistuoti įvairiose fazės būsenose, pradedant nuo gelio panašios (užsakytos) fazės iki skysto kristalų (netvarkingos) fazės. Temperatūra, kuria vyksta fazės perėjimas, priklauso nuo lipidų sudėties.

• Membranos asimetrija: Fosfolipidų sudėtis dviejuose lipidų dviliukų sluoksniuose ne visada yra vienoda. Pavyzdžiui, fosfatidilserinas paprastai yra ląstelės membranos viduje. Ši asimetrija yra svarbi įvairiems ląstelių procesams, tokiems kaip signalo perdavimas ir apoptozė.

• Lipidų plaustai: Membranose gali susidaryti specializuota mikrodomenė, vadinama lipidų plaustais, praturtintais cholesterolio ir sfingolipidais. Šie plaustai yra labiau tvarkomi ir mažiau skysti nei likusi membranos dalis, ir dalyvauja membranos baltymų ir signalo perdavimo organizavime.

2.3 Sintezės fosfolipidas

Fosfolipidų sintezė yra sudėtingas daugiafunkcinis procesas, kuris vyksta ląstelėje. Pagrindiniai glicerofosfolipidų sintezės etapai atsiranda endoplazminiame retikulume (ER) ir apima:

1. Fosfato rūgšties sintezė (FC): FC yra visų glicerofosfolipidų pirmtakas. FC sintezė prasideda nuo glicerino-3-fosfato, kuris susidaro iš digidroksetonfosfato (tarpinis glikolizės produktas) arba glicerolio fosforilinimu. Prie glicerino-3-fosfato, naudojant aciltransferazes, formuojančios FC, dviem riebalų ACIL-COA (aktyvuotų riebalų rūgščių) molekulės yra pritvirtintos prie glicerino-3-fosfato.

2. Synthez Diglicerida (DG): Fosfato FC grupė pašalinama fosfatidatfosfatazės metu, sudaranti DG. DG yra dažnas fosfatidilcholino (PC), fosfatidanolamino (PE) ir triacilglicerinų (TAG) pirmtakas.

3. Fosfatidilcholino (PC) ir fosfatidanolamino (PE) sintezė: Yra du pagrindiniai PC ir PE keliai:

   • CDP-Kholina/CDP-etanolamino kelias: Šiame kelyje cholinas arba etanolaminas yra fosforilatas, o po to suaktyvinamas naudojant Citidididrifosfatą (CTF), susidarant CDP cholino arba CDP-etanolamino. Tada CDP cholinas arba CDP-etanolaminas reaguoja su DG atitinkamai su PC arba PE susidarymu. Šis kelias vyrauja gyvūnų ląstelėse.
   • Būdas fosfatidiletanolanolaminmetiltransferazės (PEMT): Šiame kelyje PE yra nuosekliai matuojamas su trimis S-adenosilmisijos molekulėmis (SAM), formuojant PC. Šis kelias yra svarbus kepenyse.

4. Sintezės fosfatidilserinas (PS): PS sintetinamas keičiantis galvos grupėmis su PC arba PE. PS gali būti dekarboksilizuoti iki PE.

5. Fosfatidilozitolio (PI) sintezė: PI sintetinamas iš CDP-diacilda ir inozitolio.

6. Kardiolipino sintezė (CL): CL sintetinamas vidinėje mitochondrijų membranoje iš CDP-diacildilcerino ir fosfatidilglicerino.

Spinghomeelino (SM) sintezė atsiranda Golgi aparate ir apima fosforillinolino perkėlimą iš PC į keramidą (spingozino darinį).

Fosfolipidų sintezės reguliavimas yra sudėtingas ir priklauso nuo įvairių veiksnių, įskaitant pirmtakų prieinamumą, fermentų aktyvumą ir hormoninę būklę. Fosfolipidų sintezės pažeidimai gali sukelti įvairių ligų.

2.4 Fosfolipidų katabolizmas

Fosfolipidų katabolizmas yra būtinas norint palaikyti ląstelių homeostazę ir išlaisvinti signalo molekules. Fosfolipidų padalijimas yra katalizuojamas fosfolipazių, fermentų, būdingų tam tikriems fosfolipido molekulės ryšiams. Yra keturios pagrindinės fosfolipazės klasės:

• Fosfolipazė A1 (PLA1): PLA1 katalizuoja ACYEL grupės hidrolizę SN-1 padėtyje glicerofosfolipidų, išlaisvindama riebalų rūgštį ir lizofosfolipidą.

• Fosfolipse A2 (PLA2): PLA2 katalizuoja ACYEL grupės hidrolizę SN-2 padėties glicerofosfolipide, išleidžiant riebalų rūgštį (paprastai arachidono rūgštį) ir lizofosfolipidą. PLA2 vaidina svarbų vaidmenį uždegime, išleisdamas arachidono rūgštį, kuri yra prostaglandinų, tromboksanų ir leukotrienų pirmtakas.

• Fosfolipazė C (PLC): PLC katalizuoja fosfodieustex jungties tarp glicerino ir fosfato grupės hidrolizę, išleisdama diacilgliceriną (DAG) ir fosforizuotą alkoholį (pavyzdžiui, inozitol-1,4,5-trifospate, IP3, su fosfatidlaitol-4.5-bisfosfato, PIP2). DAG ir IP3 yra svarbūs antriniai pasiuntiniai, susiję su signalo perdavimu.

• Fosfolipazė D (PLD): PLD katalizuoja fosfodieusteralinio ryšio tarp fosfato grupės ir alkoholio hidrolizę, išleisdama fosfatido rūgštį (PA) ir alkoholio (pavyzdžiui, choliną). PA yra svarbus signalo lipidas, susijęs su ląstelių augimo ir išgyvenimo reguliavimu.

Fosfolipazės aktyvumą reguliuoja įvairūs veiksniai, įskaitant kalcio jonų, hormonų ir augimo faktorių koncentraciją. Fosfolipazės aktyvumo reguliavimo pažeidimai gali sukelti įvairių ligų.

Spinghe -Meelinazė katalizuoja spinghomeelino hidrolizę su keramido ir fosforillino formavimu. Keramidas yra svarbus signalo lipidas, susijęs su apoptozės reguliavimu ir ląstelių stresu.

2.5 Biologinis fosfolipidų vaidmuo

Fosfolipidai vaidina daug svarbių vaidmenų biologinėse sistemose, įskaitant:

• Ląstelių membranų struktūrinis komponentas: Fosfolipidai yra pagrindiniai lipidų bilajų komponentai, kurie sudaro visų ląstelių membranų pagrindą. Lipidinės dėžės suteikia barjerą tarp vidinio ląstelės ir aplinkos turinio, reguliuojančios medžiagų pernešimą ir pateikia membraninių baltymų pagrindą.

• Signalo perdavimas: Kai kurie fosfolipidai, tokie kaip fosfatidilinosososfatai (PIP), diacilglicerinas (DAG) ir fosfatinė rūgštis (PA), yra svarbūs antriniai pasiuntiniai, susiję su signalo perdavimu. Jie reguliuoja įvairius ląstelių procesus, tokius kaip augimas, proliferacija, diferenciacija, apoptozė ir metabolizmas.

• Inkaro baltymai: Kai kurie fosfolipidai, tokie kaip fosfatidilinozitol, gali būti inkarai baltymams sujungti prie ląstelės membranos.

• Apoptozė: Fosfatidilserinas (PS) paprastai yra ląstelės membranos viduje. Esant apoptozei, PS yra išverčiamas išorinėje membranos pusėje, kur ji tarnauja kaip fagocitozės signalas, tai yra, norint pašalinti mirštančią ląstelę makrofagais.

• Šviesos paviršiaus aktyviosios medžiagos: Fosfatidilcholinas yra pagrindinis plaučių paviršiaus aktyviosios medžiagos komponentas, lipidų ir baltymų mišinys, kuris linijuoja plaučių alveoles ir sumažina paviršiaus įtempimą, užkertant kelią jų sumažėjimui iškvėpiant.

• Lipidų virškinimas: Fosfolipidai dalyvauja lipidų virškinimo procese. Tulžies rūgštys emulsuoja riebalus plonojoje žarnoje ir fosfoliberio fosfolipazės A2 hidrolizės hidrolipidai.

• Lipidinis transportas: Fosfolipidai yra lipoproteinų, pernešančių lipidus (trigliceridus, cholesterolio) kraujyje, komponentai.

• Mitochondrijų funkcija: Kardiolipinas (CL) yra pagrindinis fosfolipidas vidinėje mitochondrijų membranoje ir yra būtinas kvėpavimo takų grandinės funkcijai ir ATP gamybai.

Fosfolipidų metabolizmo pažeidimai yra susiję su įvairiomis ligomis, įskaitant neurodegeneracines ligas, širdies ir kraujagyslių ligas, vėžį ir kvėpavimo takų ligas.

2.6 Fosfolipidai ir sveikata

Fosfolipidai vaidina svarbų vaidmenį palaikant žmonių sveikatą. Kai kurie fosfolipidų įtakos sveikatai aspektai:

• Smegenų sveikata: Fosfolipidai, ypač fosfatidilcholinas (PC) ir fosfatidilserinas (PS), yra svarbūs atliekant smegenų sveikatą ir kognityvines funkcijas. PC yra acetilcholino, neurotransmiterio, dalyvavimo atmintyje ir treniruotėse pirmtakas. PS pagerina signalo perdavimą tarp nervų ląstelių ir apsaugo jas nuo pažeidimo. PC ir PS priedai gali būti naudingi patobulinti