פוספטידיליסרין: מבנה, סינתזה, פונקציות, מיקום - ביולוגיה - 2025

Phosphatidylserine הוא השומנים השייכת למשפחת הקבוצה פוספוליפידים glycerolipids או phosphoglycerides, נגזר 1,2-diacyl גליצרול 3-פוספט. מכיוון שיש לה קבוצה אמינית במבנה שלה, היא נחשבת לאמינו פוספוליפיד והיא קיימת בקרומים של תאים אוקיוטריים וגם פרוקריוטיים.

זה תואר לראשונה על ידי פולץ ', בשנת 1941, כמרכיב משני של קפלין מהמוח הבהמי (מתחם ליפידים מוחיים המורכב גם מפוספטידיל-מתנולמין) ובשנת 1952, בר ומורוקאס הבינו חלק חשוב מהמבנה הכימי שלו.

סכמה כללית של פוספוליפידים. (1) ראש הידרופילי, (2) זנבות הידרופוביים, (א) פוספטידילכולין, (ב) פוספטידיל-מתנולמין, (ג) פוספטידילסרין ו- (ד) תוכנית פוספטידילגלייזרול (מקור: Foobar באמצעות Wikimedia Commons)

באוקריוטות, פוספוליפיד זה מייצג בין 3 ל -15% מהפוספוליפידים הממברניים והשונות בשפע שלו תלויה באורגניזם, בסוג הרקמה, בסוג התא המדובר ואפילו ברגע התפתחותו. .

מחקרים שונים אימתו כי הוא נעדר במיטוכונדריה של האוקריוטות, אולם דווח על נוכחותו בקרומי התאים של חיידקים רבים, אם כי הדרך הביוסינתטית לסינתזה שלה באורגניזמים אלה שונים.

תפוצתו של פוספוליפיד זה בקרומי התא תלויה, במהותה, באנזימים האחראים לייצורו ותנועתו (טרנסלוקציה) בין חד-שכבתי הממברנה תלויה בפעולה של פלופאזים אמינו-פוספוליפידים (בשמרים) ושרבובית. וטרנסלוקסות (אצל יונקים).

זהו ליפיד חיוני עבור תאים רבים במערכת העצבים, עד כדי כך שכעת פותחו תוספי תזונה הכוללים אותו בניסוחים שלהם על מנת לשפר יכולות מוחיות מסוימות ולמנוע את התנוונותם של אחרים.

מִבְנֶה

פוספטידילסרין הוא גליצרופוספוליפיד וככזה נגזר ממולקולת 3-פוספט 1,2-דיאקיל גליצרול, כלומר ממולקולת גליצרול שיש לה שתי שרשראות חומצות שומן מועשרות בפחמימות שלה 1 ו -2 ובפחמן 3 יש קבוצת פוספטים.

מבנה הפוספטידילסרין (מקור: Zirgouflex באמצעות ויקימדיה Commons)

כמו כל הליפידים, פוספטידילסרין הוא מולקולה אמפיפטית, עם קוטב קוטבי הידרופילי המיוצג על ידי קבוצת הפוספטים והסרין הנקשר אליה, וקצה אפוליארי הידרופובי, המורכב משרשראות חומצות שומן המקושרות באמצעות קשרי אסטר.

השם "פוספטידילסרין" מתייחס לכל השילובים האפשריים של חומצות שומן, באורכים ובדרגות שונות של רוויה, המחוברים לשדרה של גליצרול שיש סרין המחובר לקבוצת הפוספטים על הראש הקוטבי.

סִינתֶזָה

בפרוקריוטות

בפרוקריוטים, פוספטידילסרין מיוצר על ידי אנזימים של פוספטידילסרין סינטטאזים המקשרים עם קרום הפלזמה או עם שברים ריבוזומליים, תלוי אם מדובר בחיידק גראם שלילי או גרם חיובי, בהתאמה.

הסינתזה של פוספטידילסרין במיקרואורגניזמים אלה מוסדרת ותלויה בסוג ובכמות הליפידים הקיימים באתר בו נמצא האנזים הסינתז.

בשמרים

Phosphatidylserine synthetase שמרים מסנתז את הפוספטידילסרין מהתגובה בין CDP-diacylglycerol לסרין, ומייצר פוספטידיליסרין ו- CMP. פוספוליפיד זה, באורגניזמים אלה, הוא אמצעי ביניים חשוב בסינתזה של פוספטידילכולין ופוספטידיל-מתנולמין.

תגובה זו מווסתת על ידי ריכוזים תוך תאיים של אינזיטול, שיש לו השפעות מעכבות על האנזים. מנגנונים אחרים כוללים זרחן ישיר של הסינתזה או אנזים רגולטורי המעורב במסלול הביוסינתטי.

באיקריוטות גבוהות יותר (צמחים ובעלי חיים)

באורגניזמים כמו צמחים ובעלי חיים (שנחשבים על ידי מחברים כאוקריוטות גבוהות יותר) הסינתזה של פוספטידילסרין מתרחשת דרך תגובת חילופי בסיס תלויה בסידן דרך אנזימים הקשורים לתכנית הרטופית האנדופלסמית.

בסוג זה של תגובה, פוספוליפידים מסונתזים מפוספוליפידים שקיימים מהם, וממנה מוסרים את הקבוצה הקוטבית ומחליפים אותה מולקולת L-serine.

בצמחים ישנם שני סינתזות פוספטידילסרין: האחד מזרז את תגובת שינוי הבסיס התלויה בסידן והשני מזרז בתגובה דומה לזו המתרחשת בשמרים מ- CDP-diacylglycerol.

יונקים מחזיקים גם בשני סינתזות פוספטידילסרין: האחד מזרז את הסינתזה של פוספטידילסרין על ידי תגובת חילופי דברים בין פוספטידיל-מתנולמין לסרין והשני עושה זאת, אך באמצעות פוספטידילכולין כמצע בסיס.

מאפיינים

פוספטידילserine נמצא בכל סוגי התאים האוקריוטים; ויונקים הוכח שלמרות שהוא אינו שופע באותה מידה בכל הרקמות והוא אינו מהפוספוליפידים שנמצאים בשיעור גדול יותר, הוא חיוני להישרדותם של תאים.

שרשראות חומצות השומן הקשורות למולקולות פוספטידיליסרין בתאי מערכת העצבים של חוליות רבות ממלאות תפקיד מהותי בתפקוד מערכת העצבים.

על פני התא

בנוסף לתפקידיו המבניים להקמת ממברנות ביולוגיות, "חלוקה מחודשת" של פוספטידילסרין מסמנת את תחילתה של תהליכים פיזיולוגיים רבים ברמה התאית אצל יונקים, כך שניתן לומר שהיא מעורבת בתהליכי איתות תאיים שונים.

דוגמאות לתהליכים אלה הם קרישת דם, כאשר הועתק פוספטידילסרין מועבר לכיוון המוני-שכבה החיצונית של קרום הפלזמה של טסיות הדם, התורם להצטברותם של גורמי קרישה שונים לעבר פני התאים הללו.

תהליך דומה מתרחש במהלך התבגרותם של תאי זרע, אך נתפס יותר כ"פיזור "של ההתפלגות הא-סימטרית של פוספוליפיד זה (אשר מעשיר את פני השטח הפנימיים של קרום הפלזמה).

האירועים הראשוניים של מוות תאים מתוכנת (אפופטוזיס) מאופיינים גם בחשיפה של מולקולות פוספטידיליסרין לפני שטח התא, אשר "מסמן" תאים אפופטוטיים לעיכול על ידי תאים פגוציטים או מקרופאגים.

בתוך התא

התפקודים התוך-תאיים של פוספטידילסרין קשורים קשר הדוק לתכונותיו הקטיוניות מעט, שכן באמצעות המטען שלו הוא יכול להתחבר לחלבונים היקפיים שונים שאזורים טעונים באופן שלילי.

בין חלבונים אלה ניתן להדגיש כמה קינאזים ו- GTPases, המופעלים ברגע שהם מקשרים עם הפוספוליפיד המדובר.

פוספטידילסרין משתתף ב"תיוג "של כמה חלבונים בכדי לכוון אותם אל פגוזומים במסלולי מיחזור או השפלה וגם בשינוי הפעילות הקטליטית של אחרים.

הוכח כי היווצרותם של תעלות יונים מסוימות תלויה בחיבור החלבונים המרכיבים אותם עם פוספטידילסרין.

זהו מקור מקדימים לסינתזה של פוספוליפידים אחרים, דוגמת פוספטידיל-אתנולמין, שיכולים להיווצר מהדקארבוקסילציה של פוספטידיל-סרין (פוספטידילסרין הוא מבשר הפוספטידיל-אתנולמין המיטוכונדריאלי).

איפה זה נמצא?

פוספטידילסרין, כמו רוב הפוספוליפידים, נמצא כמעט בכל קרומי התא ומעשיר את קרומי התא ברקמות העצבים; ובעין, הוא שופע במיוחד ברשתית.

בתאים שבהם הוא נמצא, במידה רבה יותר או פחות, הוא בדרך כלל נמצא במכסה החד-שכבית הפנימית של קרום הפלזמה ובאנדוזומים, אך הוא נדיר במיטוכונדריה.

כמתואר בשנת 1941, יחד עם פוספטידיל-אתנולמין, פוספטידילסרין הוא חלק מחומר המכונה קפלין במוחם של יונקים רבים.

היתרונות מצריכתו

חשיבותו של פוספטידילסרין בתפקוד מערכת העצבים נחקרה בהרחבה ובמשך מספר עשורים נחשב כי צריכתה עשויה להועיל לבריאות מערכת העצבים המרכזית.

מספר מחקרים הגיעו למסקנה כי לתוספת פוספטידילסרין בתזונה כתוסף תזונה יכולה להיות השפעה חיובית על שיפור הזיכרון, למידה, ריכוז וירידות מצב הרוח הקשורות לגיל או להזדקנות.

הוא נחשב כמונע אובדן זיכרון ופעילויות קוגניטיביות אחרות כגון חשיבה נפשית, חשיבה מופשטת, ליקוי פסיכומוטורי, שינויים באישיות והתנהגות ושאר פונקציות נפשיות חשובות.

בכמה מחקרים ספציפיים יותר שנערכו על חולים עם בעיות זיכרון, צריכת פוספטידילסרין תרמה ישירות ללמידה של שמות ופרצופים, לזכירת שמות ופרצופים וזיהוי פנים.

מקור טבעי לפוספוליפיד זה הוא דגים. עם זאת, המינים הנכללים באופן קבוע בתוספי תזונה מתקבלים מקליפת המוח של שור או מפולי סויה.

שני סוגי הפוספוליפידים ממלאים את אותם פונקציות, אך נבדלים זה מזה במאפיינים של חומצות השומן בזנבותיהם האפולאריים.

עוד הוצע כי פוספטידילסרין שאינו קשור לממברנה שנלקח כתוסף (אקסוגני) עשוי לתרום להגנה על התא מפני לחץ חמצוני.

התוויות נגד

המחקרים הראשונים והניסויים הקליניים שנערכו עם פוספוליפיד זה כתוסף תזונה גילו כי מתן החיידק שלו יכול לגרום לגירוי ו"כוויות ", וכי למתן תוך ורידי אין השפעות שליליות ידועות.

באמצעות מתן דרך הפה נראה כי מדובר בתרופה בטוחה, אך במינונים הגבוהים מ -600 מ"ג הניתנים לפני השינה היא עלולה לגרום לנדודי שינה. עם זאת, הדיווחים מצביעים על כך שהוא בטוח ויעיל, במיוחד אם הוא משולב עם אורח חיים בריא, הכולל פעילות גופנית ותזונה טובה.

למרות שמספר גדול של מחקרים הראו כי בליעה של פוספוליפיד זה אינה מייצרת שינויים מזיקים בביוכימיה בדם, אחת מהתוויות האפשריות קשורה להעברת מחלות זיהומיות כמו אנצפלופתיה ספוגית עקב צריכת תמציות מוחיות המזוהמות עם פריונים.

הפניות

1. גארט, ר 'וגרישם, סי (2010). ביוכימיה (מהדורה רביעית). בוסטון, ארה"ב: ברוקס / קול. לימוד CENGAGE.
2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., and Jolles, J. (2002). ההשפעה של סויה נגזרה פוספטידילserine על קוגניציה בליקוי זיכרון הקשורים בגיל. מדעי העצב התזונתיים, 4, 121–134.
3. קיד, ראש הממשלה (1996). פוספטידיליסרין; תזונה ממברנה לזיכרון. הערכה קלינית ומכנית. סקירה של רפואה אלטרנטיבית, 1 (2), 70-84.
4. קינגסלי, מ '(2006). ההשפעות של תוסף פוספטידילסרין על פעילות גופנית של בני אדם, 36 (8), 657–669.
5. Luckey, M. (2008). ביולוגיה מבנית ממברנת: עם יסודות ביוכימיים וביו-פיזיים. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
6. סגאווה, ק 'וגנגה, ש' (2015). אות "אכל אותי" אפופטוטי: חשיפה לפוספטידילרין. מגמות בביולוגיה של התא, 1–12.
7. Vance, JE (2008). פוספטידילסרין ופוספטידיל מתנולמין בתאי יונקים: שני אמינופוספוליפידים הקשורים מטבולית. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
8. Vance, JE, & Steenbergen, R. (2005). מטבוליזם ותפקודים של פוספטידילserine. התקדמות במחקר ליפידים, 44, 207-234.
9. Vance, JE, & Tasseva, G. (2013). היווצרות ותפקוד של פוספטידילסרין ופוספטידיל-מתנולמין בתאי יונקים. Biochimica et Biophysica Acta - ביולוגיה מולקולרית ותאית של ליפידים, 1831 (3), 543–554.