甘油磷脂

具有構成生物膜等功能的磷脂

甘油磷脂是最常見的磷脂。甘油磷脂中,甘油的兩個羥基和脂肪酸形成酯,第三個羥基磷酸酯化,生成物為磷脂酸。由於所結合的磷酸具有可離解的羧基,所以磷脂酸是極性脂。

甘油磷脂是機體含量最多的一類磷脂,它除了構成生物膜外,還是膽汁和膜表面活性物質等的成分之一,並參與細胞膜對蛋白質的識別和信號傳導。

分類


甘油磷脂基構磷脂酸磷酸連取基團();
甘油磷脂取基團類,:
膽鹼() + 磷脂酸 ——→ 磷脂醯膽鹼(phosphatidylcholine)又稱卵磷脂(lecithin)
乙醇胺(ethanolamine) + 磷脂酸 ——→磷脂醯乙醇胺(phosphatidylethanolamine)又稱腦磷脂(cephain)
絲氨酸(serine) + 磷脂酸 ——→ 磷脂醯絲氨酸(phosphatidylserine)
甘油(glycerol) + 磷脂酸 ——→ 磷脂醯甘油(phosphatidylglycerol)
肌醇(inositol) + 磷脂酸 ——→ 磷脂醯肌醇(phosphatidylinositol)
心磷脂(cardiolipin)是由甘油的C1和C3與兩分子磷脂酸結合而成。心磷脂是線粒體內膜和細菌膜的重要成分,而且是唯一具有抗原性的磷脂分子。
除以上6種以外,在甘油磷脂分子中甘油第1位的脂醯基被長鏈醇取代形成醚,如縮醛磷脂(plasmalogen)及血小板活化因子(plateletactivating factor,PAF),它們都屬於甘油磷脂。

合成


合成全過程可分為三個階段,即原料來源、活化和甘油磷脂生成。甘油磷脂的合成在細胞質滑面內質網上進行,通過高爾基體加工,最後可被組織生物膜利用或成為脂蛋白分泌出細胞。機體各種組織(除成熟紅細胞外)即可以進行磷脂合成。
原料來源
合成甘油磷脂的原料為磷脂酸與取代基團。磷脂酸可由糖和脂轉變生成的甘油和脂肪酸生成(詳見甘油三酯合成代謝),但其甘油C2位上的脂肪酸多為必需脂肪酸,需食物供給。取代基團中膽鹼和乙醇胺可由絲氨酸在體內轉變生成或食物供給。
絲氨酸——→乙醇胺——→膽鹼
活化
磷脂酸和取代基團在合成之前,兩者之一必須首先被CTP活化而被CDP攜帶,膽鹼與乙醇胺可生成CDP-膽鹼和CDP-乙醇胺,磷脂酸可生成CDP-甘油二酯。
甘油磷脂生成
1)磷脂醯膽鹼和磷脂醯乙醇胺
這兩種磷脂生成是由活化的CDP-膽鹼與CDP-乙醇胺和甘油二脂生成。此外磷脂醯乙醇胺在肝臟還可由與腺苷蛋氨酸提供甲基轉變為磷脂醯膽鹼。不同生物合成磷脂醯膽鹼的途徑有所不同。
體內磷脂醯絲氨酸合成是通過Ca2+激活的醯基交換反應生成,由磷脂醯乙醇胺與絲氨酸反應生成磷脂醯絲氨酸和乙醇胺。
磷脂醯乙醇胺 +絲氨酸——→ 磷脂醯絲氨酸 + 乙醇胺
3)磷脂醯肌醇、磷脂醯甘油和心磷脂
述三者生成是由活化的CDP-甘油二酯與相應取代基團反應生成。
心磷脂的另一條合成途徑。
4)縮醛磷脂與血小板活化因子
縮醛磷脂與血小板活化因子的合成過程與上述磷脂合成過程類似,不同之處在於磷脂酸合成之前,由糖代謝中間產物磷酸二羥丙酮轉變生成脂醯磷酸二羥丙酮以後,由一分子長鏈脂肪醇取代其第一位脂醯基,其後再經還原(由NADPH供H)、轉醯基等步驟合成磷脂酸的衍生物。此產物替代磷脂酸為起始物,沿甘油三酯途徑合成膽鹼或乙醇胺縮醛磷脂。血小板活化因子與縮醛磷脂的不同在於長鏈脂肪醇是飽和長鏈醇,第2位的脂醯基為最簡單的乙醯基

分解


在生物體內存在一些可以水解甘油磷脂的磷脂酶類,其中主要的有磷脂酶A1、A2、B、C和D,它們特異地作用於磷脂分子內部的各個酯鍵,形成不同的產物。這一過程也是甘油磷酯的改造加工過程。

磷脂酶A1

自然界分佈廣泛,主要存在於細胞的溶酶體內,此外蛇毒及某些微生物中亦有,可有催化甘油磷脂的第1位酯鍵斷裂,產物為脂肪酸和溶血磷脂2。

磷脂酶A2

普遍存在於動物各組織細胞膜及線粒體膜,能使甘油磷脂分子中第2位酯鍵水解,產物為溶血磷脂1及其產物脂肪酸和甘油磷酸膽鹼或甘油磷酸乙醇胺等。
溶血磷脂是一類具有較強表面活性的性質,能使紅細胞及其他細胞膜破裂,引起溶血或細胞壞死。當經磷脂酶B作用脫去脂肪酸后,轉變成甘油磷酸膽鹼或甘油磷酸乙醇胺,即失去溶解細胞膜的作用。

磷脂酶C

存在於細胞膜及某些細胞中,特異水解甘油磷脂分子中第3位磷酸酯鍵,其結果是釋放磷酸膽鹼或磷酸乙醇胺,並餘下作用物分子中的其他組分。

磷脂酶D

主要存在於植物,動物腦組織中亦有,催化磷脂分子中磷酸與取代基團(如膽鹼等)間的酯鍵,釋放出取代基團。