Glyserolista fosfolipideihin

GLYSEROLISTA (CH2OH-CHOH-CH2OH) ja 3 hiilen ketjuista (CCC) fosfolipideihin.

Tällä kertaa kokoan tietoa siitä kolmen hiilen pätkästä mikä sokerista aineenvaihdunnasa tulee juuri ennen kuin se siten muutuu AcetylCoA muotoon ja häviää energialaitokseen tekemään CO2, H2O, ATP ja lämpöä.

Kaikki sokeri tai rasva ei menee energiaksi kuten tiedetään, vaan osasta keho valmistaa varastoenergiaa ja rakenteita kehoon. Rakennetarkoituksiin kolmen hiilen pätkä on aivan mainio. Siitä saa eräänlaisen pienikokoisen hyllyn, johon voi sijoittaa mitä erilaisimpia ketjuja ja rakenteita eri tarkoituksiin geenien koodaamilla erilaisilla entsyymeillä.

GLYSEROLISSA on jokaisessa hiilessä alkoholinen OH-ryhmä. Siis glyseroli on kolmen arvoinen alkoholi. Tämä glyseroli, jos sitä on ravinnossa, lasketaan koviin rasvoihin. Kehossa sen täytyy aktivoitua fosfaattimuotoon , Glyserolifosfaatti (G3P), jotta se pääsee erilaisiin aineenvaihdunnallisiin teihinsä: CH2OH- CHOH-CH2-O-fosfaatti

Entsyymi joka fosforyloi, on nimeltään KINAASI, glyserolikinaasi

Maksassa, munuaisessa, maitorauhasessa, suoliston limakalvossa on entsyymiä glyserokinaasi ja niin niissä kudoksissa voi muodostua glyserolista tätä alfa-glyserofosfaattia ( alfa-glycerophosphate).

Mutta jos kudossa ei koodaudu esiin tätä entsyymiä tai jos entsyymin aktiivisuus on matala kuten lihaksessa tai rasvakudoksessa, alfa-glyserofosfaatti, jota tarvitaan, valmistetaan muuta tietä, glykolyyttisen järjestelmän DHAP molekyylistä käsin. Tämä on dihydroxyasetonifosfaatti. Jos se redusoidaan NADH:lla muodostuu haluttua alfa-glyserofosfaattia, mutta entsyyminä tulee olla alfa-glyserofosfaattidehydrogenaasi.

Molekyyli alfa-glyserofosfaatti (G3P) voi sijoittaa aktivoituja rasvahappoja kahteen hiilimolekyyliinsä ja tuloksena on 1,2-diglyseridifosfatidaatti (phosphatidic acid, PA).

Glyserofosfaatti-asyylitransferaasi katalysoi tällaista reaktiota.

Jos fosfatidihappoa(PA) muuntaa siten, että fosfaatiryhmä poistuu fosfaatista, jää jäljelle diglyseridi, jolla on vielä yksi vapaa OH-ryhmä.

Diglyseridin kolmanteen hiileen O molekyyliin voi esteröityä lisää yksi Acyl-CoA molekyyli, aktivoitunutta rasvahappoa, jolloin molekyyli on kaikille tuttu triglyseridi TG. Tämä on kovaa rasvaa ja kehon pääasiallisin varastorasvamuoto, neutraalirasva.

Ylimääräinen hiilihydraattienergia pääsee näistä 3 hiilen pätkien vaiheesta siirtymään triglyserideiksi, varastorasvoiksi, mikä on hyvin yksinkertainen tapa lihoa, jos energian käyttö ja liikunta ei vastaa nautittua kalorimäärää.

MUTTA KAIKKI SYÖTY ENERGIA ei mene yksinkertaisiin varastorasvoihin, vaan keho pitää huolen myös jatkuvasta solukalvojen uudistamisesta, korjaamisesta, turn over tapahtumista. Rakenteita ei paikkaile pelkät sokerit tai pelkät rasvat, vaan ne täytyy muokata pysyväismuotoon ja ne fosforyloidaan (P) ja osa sulfatoidaan (S) ja osaan liitetään myös typellisiä(N) muotoja. Nämä ovat sellaisia energia-aineista rakenneaineiksi muuntavia molekyylejä. Sen takia ravintosuosituksissa on tärkeää, että hiilihydraattien lisäksi käytetään tiettyjä määriä rasvoja , tiettyjä essentiellejä rasvalaatuja ja tietty määrä laadukasta proteiinia.

Nyt siirrytään rakennelipidien puolelle.

Niistä eräs tärkeä luokka ovat fosfolipidit, joista tässä yhteydessä ( muitakin rakennelipidiryhmiä on: sfingolipideissäkin on fosforihappoa)

Fosfolipidit syntetisoituvat joko fosfatidihaposta(PA) käsin kuten fosfatidyyli-inositoli(PI), lipositoli) tai diglyseridistä käsin kuten lesitiinit eli fosfatidyylikoliinit tai kefaliinit, fosfatidyylietanolaminit)

Lipositoli eli fosfatidyyli-inositoli (PI) muodostuu siten, että fosfatidihappo(PA) muodostaa CDP-diglyseridin, joka reagoi inositolin kanssa entsyymillä CDP-diglyseridi:inositolitransferaasi. Totaalifosfolipideistä voi olla tätä laatua 5-8%

Lesitiini eli fosfatidyylikoliini (PC) muodostuu kun koliini ensin aktivoituu aktiiviksi koliiniksi CDP-Choline ja sitten entsyymi fosforyylikoliini:glyseriditransferaasi siirtää tuon aktivoidun koliini diglyseridiin (1,2-DAG) .Totaalifosfolipideistä voi olla tätä laatua 40%.

Eri kudoksisssa fosfolipidien prosentuaalisuus keskenään on eri tavalla säätynyttä geneettisesti.

Yleensä tunnetaan energiamuoto ATP, mutta tässä käytetään ATP energian siirtoa CTP energiaksi ensin.

Kefaliini eli fosfatidyylietanolamini (PE) muodostuu aktivoidusta etanolaminista (Etn), Etanolaminifosfaatista(EtnP) . Tämä fosfolipidi voi jatkokehittyä siten, että se metyloituu CH3- ryhmillä ja muuttuu lesitiiniksi. Tällaista metyloitumista voi tapahtua maksassa, mutta ei aivojen alueella. Toisaalta kefaliinin suoraan tekevää entsyymiä ei ole maksassa (fosforyyli-etanolamini-glyseriditransferaasi). Aivoissa sitä on, siitä kai nimikin johtuu).

Fosfatidyyliseriini (PS) voi muodostua suoraan fosfatidyylietanolaminista (PE) .
Tämä tunnetaan molekyylinä joka signaloi solun vanhenemista ja solun vanhetessa siirtyy solukalvosta sisemmästä osasta solun pintaan ja solu poimitaan pois kudoksen solujen joukosta. Kaikilla fosfolipideillä on solukalvossa hierarkinen järjestelmä terveessä solussa, joten poikkeamat heijastavat eri tauteja.

Mitokondrialla on omat DNA:ssa ja mitokondriat generoivat itselleen aivan omatyyppistä fosfolipidiä, jonka nimi on kardiolipiini. Se on difosfatidyyliglyseroli, erikoisen pätevä molekyyli mitokondriaalisiin tehtäviin, integroi mitokondrian energialaitoksen hyvin solun sytoplasmamiljöössä. Kardiolipiini muodostuu fosfatidyyliglyserolista, joka syntetisoiduu CDP-diglyseridista ja alfa-glyerofosfaatista. Siinä on lopuksi kolmesta glyserolista osia.

Peroxisomi syntetisoi alkuosia eräästä erityisestä fosfolipidistä plasmalogeenistä (Pls) . Arvellaan, että sen osuus on ainakin 10% ellei paljon runsaampikin tietyissä kudoksissa. Eri plasmalogeenilajeja muokkautuu endoplasmisessa retikulumissa, mutta peroxisomin osuutena on hyödyntää pitkien rasva-alkoholien alkyyliä plasmalogeenin C1 – hiilen R1 ryhmäksi. Alkyyli liitetään rakenteeseen eetterisidoksella C n1 hiileen ja Alkyl-G3P muodostuu. Tämä voikin ilmeisesti jo siirtyä sytoplasmaan . C2- hiileen plasmalogeeni miellään asentaa dokosahexaeenihappoa tai arakidonihappoa, joten se vaikuttuu ravinnosta. Valmis plasmalogeeni sytoplasmassa voi vapauttaa näitä essentiellejä rasvahappoja ja niistä arakidoni menee eikosanoiditiehen.

Tämä peroxisomissa rakentunut sidos on vinyylieetteri aldehydogeeninen sidos (-CH2-O-CH=CH-R1). Entsyymi, joka tässä on kriittinen, on nimeltään AGPS, taitaa olla useita merkintöjä sillä, kuten alkyl/acyl DHAP: NAD(P)H oxidoreduktaasi. Joka tapauksesa tulos on Alkyl- G3P molekyyli eetterisidoksella.

Vinyloidut glyserofosfaatit, Alkyyli-G3P, lähdettyään peroxisomista eteenpäin voivat kyllä reagoida vielä CDP-koliinin tai CDP-etanolaminin kanssa aivan kuten lesitiinit ja kefaliinit (ER:ssä) ja ilmetä myös post-Golgilaitteessa.

Vielä 1969 ei voitu sanoa, mikä merkitys näillä plasmalogeeneillä ja niiden metaboliiteilla oli.

Nykyään tästä on paljon tietoa. Ne ovat esim aivolipideissä antioksidatiivinen suoja vapaita happiradikaaleja vastaan. Niiden osuuden vähyys heijastaa tautitilaa aivostossa.

Mikä siis on perus ero plasmalogeenien ja muiden fosfolipidien , glyseridimuotojen välillä?

Muissa on sivuryhmät glyserolin hiiliketjussa esterisidoksella tehtyjä, mutta plasmalogeenissä eetterisidoksella ja sellaisen voi tehdä vain peroxisomi, joka on ottanut vastaan pitkäketuisia alkoholilipidejä kataboliaansa ja konvertoinut ne asyylimuotoon ja sitten liittänyt tämän alkoholiperäisen hiiliketjun pitkän alkyylin glyseridinsä C1 hiileen eetterisidoksella, jolloin glyseridi on plasmalogeenilaatu.

On tyypillistä että tämä alkyyliradikaali on peräisin tyydyttämättömästä alkoholista. Plasmalogeeni voi ottaa mielellään jonkin pitkän rasvahapon R2- asemaan, kuten arakidonihapon tai jonkin docosahexaeenin tai docosapentaeenin

Plasmalogeeni voi olla muokatulta tyypiltään (Cn3 hiilen ryhmältään) seriinejä (Pls-Ser, plasmenyyliseriini) tai etanolamineja (PlsEtn, plasminyylietanolamini) tai koliineja (Pls-koliini, plasminyylikoliini tai inositoleja (PlsIns, plasminyyli-inositoli).

http://www.steve.gb.com/images/molecules/lipids/plasmalogen.png

Zellwegerin syndrooma aiheutuu kalvoon liittyvän peroxiinin Pex2 puutteesta. Tällöin ei ole peroxisomeissa katalaasia hävittämässä H2O2 molekyyliä ja oksidatiivinen vaurio estää myeliinin muodostumisen, erityisesti eetterilinkkiytyneitten fosfolipidien, plasmalogeenien muodostuksen, siksi tuossa oireyhtymässä elinkykyisyyttä ei ole muutamaa viikkoa enempää. Jos plasmalogeenien pitoisuus laskee , lisääntyy oksidatiiviset vauriot aivostossa.

12.3.2009 12:38