Fosfatidüülseriin on fosfolipiid. Pole olemas sellist asja nagu positiivne või negatiivne. Kuid mõnes bioloogilises kontekstis, nagu apoptoos, võib selle käivet vaadelda kui "signaalindikaatorit", et eristada erinevaid rakuolekuid. Allpool on üksikasjalik kirjelduslahtiselt fosfatidüülseriin.
Positiivne ja negatiivne
Positiivsusel ja negatiivsusel on keemias ja bioloogias mitu tähendust. Kui arvestada elektrilaenguga, võib positiivselt laetud ainet nimetada positiivseks. Negatiivse laenguga aineid nimetatakse negatiivseteks. Katsetulemuste seisukohalt hinnatakse näiteks teatud katsetestides positiivseks tulemused, mis on võimelised andma testitava reagendiga konkreetse positiivse reaktsiooni (nt värvuse kujunemise reaktsioon jne). Vastupidine on negatiivne.
Keemilised omadused ja struktuur
• Keemiline struktuur
Fosfatidüülseriin kuulub fosfolipiidide klassi. Selle struktuur koosneb peamiselt glütserooli karkassist, rasvhappeahelatest, fosfaatrühmast ja seriini pearühmast. Glütserooli selgroo sn-1 ja sn-2 positsioonid on ühendatud kahe rasvhappeahelaga, tavaliselt küllastunud või küllastumata rasvhapetega. Asendis sn - 3 on kinnitatud fosfaatrühm, mis omakorda on seotud seriiniga. See struktuur annab sellele amfifiilse molekuli omadused. Sellel on nii hüdrofiilne pea (seriin- ja fosfaatrühmad) kui ka hüdrofoobne saba (rasvhappeahel).
Hüdrofiilne pea võimaldab fosfatidüülseriinil suhelda vesikeskkonnaga. Näiteks toimib see vesikeskkonnas raku sees ja väljaspool. Hüdrofoobsed sabad seevastu kipuvad üksteisega agregeeruma ja vältima kokkupuudet veega. See on oluline rakumembraani kahekihilise struktuuri moodustamiseks ja stabiliseerimiseks.
• Keemilised omadused
Massfosfatidüülseriin on happeline fosfolipiid, kuna selle fosfaatrühma saab füsioloogilistes pH tingimustes ioniseerida ja on negatiivselt laetud. See negatiivselt laetud omadus võimaldab tal suhelda mõne positiivselt laetud molekuliga, näiteks kaltsiumiioonidega. Kaltsiumiioonid võivad seonduda fosfatidüülseriini pulbri fosfaatrühmaga ja reguleerida rakumembraanide füüsikalisi omadusi, nagu membraani voolavus ja stabiilsus.
Sellel on rasvhappeahelate hüdrofoobsuse tõttu hea lahustuvus orgaanilistes lahustites (nt kloroform, metanool jne). Fosfatidüülseriini eraldamise ja ekstraheerimise protsessis kasutatakse seda sageli kõrgema puhtusastmega fosfatidüülseriini saamiseks orgaanilise lahustiga ekstraheerimise ja muude meetodite abil, kasutades ära selle lahustuvusomadused.
Laadimise omadused
Puhas fosfatidüülseriin on tavaliselt füsioloogilise pH juures negatiivselt laetud. Seda seetõttu, et fosfaatrühm ja seriinijäägid molekuli peas ioniseeruvad füsioloogilise pH juures (umbes 7,4). Fosfaatrühm (-PO4H2) kaotab ühe või mitu prootonit (H+), moodustades negatiivselt laetud fosfaadiiooni (-PO42- või -PO4H-). Karboksüülrühm (-COOH) seriinijäägis ioniseerub samuti prootonist välja negatiivselt laetud - COO- vormiks. Need ioniseeritud rühmad annavad fosfatidüülseriini puistepulbrile üldise negatiivse laengu. Seega on fosfatidüülseriin laengu osas negatiivne.
Sellel negatiivselt laetud olemusel on oluline mõju selle funktsioonile rakumembraanides. Näiteks võib see elektrostaatiliste interaktsioonide kaudu seostuda positiivselt laetud valkude või ioonidega. See võib reguleerida ioonkeskkonda ja valkude jaotumist rakumembraani läheduses. Närvirakkudes aitab fosfatidüülseriini negatiivne laeng kaasa neurotransmitterite sidumis- ja vabanemisprotsessidele. Selle põhjuseks on asjaolu, et neurotransmitteri molekulid või nendega seotud ioonkanali valgud võivad selle laengu tõttu ligi tõmmata või tõrjuda.
Fosfatidüülseriini jaotumine rakkudes
• Jaotumine normaalsetes rakkudes
Tavalistes füsioloogilistes tingimustes jaotub fosfatidüülseriin põhiliselt rakumembraani sisemisel (tsütoplasmaatilisel) poolel. See on tingitud rakumembraani asümmeetriast. Rakumembraan koosneb mitmesugustest fosfolipiididest, sealhulgas fosfatidüülkoliinist (PC), fosfatidüületanoolamiinist (PE) ja fosfatidüülseriinist. Need jagunevad rakumembraani mõlemal küljel ebaühtlaselt.
Seda asümmeetrilist jaotust säilitavad sellised mehhanismid nagu ensüümid ja transportervalgud. Näiteks rakumembraanis esinevad flippaasid (flippaasid) transpordivad spetsiifiliselt äsja sünteesitud fosfatidüülseriini rakumembraani välisküljelt sisemisele küljele, tagades nii rakumembraani fosfolipiidide asümmeetrilise jaotumise. See asümmeetria on oluline raku normaalsete füsioloogiliste funktsioonide jaoks, nagu raku morfoloogia säilitamine, rakkudevaheline äratundmine ja signaalimine.
• Jaotus muutub apoptoosi ajal
Apoptoosi varases staadiumis kaldub fosfatidüülseriin rakumembraani seest väljapoole. See on apoptootilise protsessi oluline sündmus. Selle kõrvalekaldumise nähtuse võib käivitada mitu mehhanismi.
Ühest küljest võivad apoptootilised signaalid põhjustada skramblaasi, ensüümi, mis suunab fosfolipiidid juhuslikult rakumembraani seest väljapoole, aktiivsuse vähenemiseni ja teise ensüümi skramblaasi aktiivsuse suurenemiseni (scram-to). segadusse ajada).
Teisest küljest võib fosfatidüülseriini vedeliku väljavoolu protsessi kaasata ka kõrgenenud intratsellulaarsete kaltsiumiioonide kontsentratsioon. Kaltsiumiioonid võivad seonduda fosfatidüülseriiniga. See võib muuta oma jaotusolekut rakumembraanis. Pärast fosfatidüülseriini ektoopiliselt tunnevad selle ära fagotsüüdid. Fagotsüütide pinnal on retseptorid, mis tunnevad ära fosfatidüülseriini, näiteks Tim{0}}. Tim - 4. Kui fagotsüüdid tunnevad ära ektoopiliselt ümber pööratud fosfatidüülseriini, käivitavad nad apoptootiliste rakkude fagotsütoosi protsessi, mille tulemuseks on rakkude eemaldamine. See on oluline koe sisekeskkonna stabiilsuse ja normaalse füsioloogilise funktsiooni säilitamiseks.
Roll
1. Roll füsioloogilistes protsessides
• Närvisüsteemi areng ja talitlus:
Närvisüsteemis on fosfatidüülseriin oluline selliste protsesside jaoks nagu närvirakkude kasv, diferentseerumine ja sünapsi moodustumine. See reguleerib neurotransmitterite vabanemist ja hõlbustab närvisignaalide edastamist, mõjutades rakumembraanide voolavust ja ioonkanalite funktsiooni. Näiteks hipokampuse neuronites suurendab fosfatidüülseriin glutamaadi retseptorite funktsiooni, parandades seeläbi õppimist ja mälu.
• Vere hüübimine:
Veres osaleb fosfatidüülseriin vere hüübimisprotsessis. Trombotsüütide pinnal olev fosfatidüülseriin pöördub trombotsüütide aktiveerimisel ektoopiliselt ümber, pakkudes platvormi hüübimisfaktori agregatsiooniks ja plasminogeeni aktiveerimiseks. Hüübimisfaktorid võivad seonduda ektoopiliselt muudetud fosfatidüülseriiniga ja käivitada hüübimiskaskaadi reaktsiooni, soodustades seega vere hüübimist ja ennetades verejooksu.
2. Roll patoloogilistes protsessides
• Neurodegeneratiivsed haigused:
Mõnede neurodegeneratiivsete haiguste, näiteks Alzheimeri tõve korral on fosfatidüülseriini põhiosa metabolism ja jaotumine ebanormaalne. On leitud, et Alzheimeri tõvega patsientidel on aju neuronaalsete rakumembraanide fosfatidüülseriini tase vähenenud. See võib olla seotud amüloidi ladestumise ja närvirakkude apoptoosiga. See muutus mõjutab närvirakkude normaalset talitlust, põhjustades selliseid sümptomeid nagu kognitiivne langus.
• Autoimmuunhaigused:
Teatud autoimmuunhaiguste korral võib autoimmuunvastuse vallandada ebanormaalne apoptoos, mille puhul fosfatidüülseriin ei eemaldata kohe pärast selle ektoopilist eemaldamist. Näiteks süsteemse erütematoosluupuse korral võib apoptootiliste rakkude pinnale ektoopiliselt ümber keeratud fosfatidüülseriin seonduda autoantikehadega. See võib moodustada immuunkomplekse, mis aktiveerivad immuunsüsteemi, põhjustades põletikureaktsiooni ja koekahjustusi.
Massfosfatidüülseriin ei ole iseenesest positiivne ega negatiivne mõiste, kuid sellel on rakufüsioloogias ja -patoloogias mitu olulist rolli. Seda kasutatakse spetsiifilistes stsenaariumides, näiteks apoptoosi testides, kus selle ektoopia võib olla oluline analüüs raku staatuse eristamiseks. Guanjie Biotech toodab hulgi fosfatidüülseriini, kui teil on vaja meiega ühendust võtta, küsige meilt:info@gybiotech.com.
