1-Lysofosfatidylkolin

Allmän kemisk struktur av 1-lysofosfatidylkoliner, där R är en variabel fettacylgrupp

2-acyl-sn-glycero-3-fosfokoliner är en klass av fosfolipider som är mellanprodukter i metabolismen av lipider . Eftersom de härrör från hydrolysen av en acylgrupp från sn-1- positionen av fosfatidylkolin , kallas de också 1-lysofosfatidylkolin (eller 1-lysoPC, kort sagt). Syntesen av fosfatidylkoliner med specifika fettsyror sker genom syntesen av 1-lysoPC. Bildandet av olika andra lipider genererar 1-lysoPC som en biprodukt.

Andra synonymer för denna klass av föreningar är 2-acylglycero-3-fosfokolin , 1-lyso-2-acyl-sn-glycero-3-fosfokolin, β -lysofosfatidylkolin , 2-acylglycerofosfokolin , L-1-lysolecitin och 1-lecitin .

Kemiska egenskaper

1-LysoPC kan konvertera till den strukturellt liknande 2-lysoPC . Detta sker genom migreringen av acylgruppen från sn-1 -positionen i glycerolryggraden till sn-2- positionen.

1-lysoPC			2-lysoPC

Den lägsta isomeriseringshastigheten är vid pH 4-5. Utgående från antingen 1-lysoPC eller 2-lysoPC erhålls en jämviktsblandning av 90 % 2-lysoPC och 10 % 1-lysoPC med en halvtid på cirka 10 minuter under fysiologiska förhållanden och cirka 1 timme under typiska laboratorieförhållanden. Såvida inte särskild noggrannhet vidtas för att bromsa denna isomeriseringsreaktion, är det troligt att karakterisering av någon av dessa lipider med användning av laboratorieanalyser som tar avsevärd tid ger resultat på en blandning av de två lipiderna.

I svampen Penicillium notatum har ett enzym som kallas lysolecithin acylmutas rapporterats som kan katalysera denna isomeriseringsreaktion vid låga pH-värden där den okatalyserade reaktionen sker mycket långsamt.

Metaboliska reaktioner

Eftersom 1-lysoPC har en relativt kort halveringstid (se ovan) är det i första hand en metabolisk mellanprodukt eller biprodukt vid bildning eller nedbrytning av andra lipider.

Som produkt av reaktioner

1-LysoPC kan framställas från fosfatidylkolin av enzymer som har fosfolipas A1 -aktivitet, det vill säga enzymer som hydrolyserar specifikt vid sn-1- positionen av en fosfolipid och frisätter en fettsyra . Enzymer med fosfolipas B -aktivitet hydrolyserar både sn-1- och sn-2- positionerna, så de producerar både 1-lysoPC och 2-lysoPC. Hos människor finns ett antal enzymer med fosfolipas A1: de inkluderar två från hjärnan (med olika optimala pH ), två från levern (en cytosomal och en membranbunden) och en från mitokondrien .

fosfatidylkolin (PC)	fosfolipas Al	1-lysoPC		fettsyra
			+

1-LysoPC kan produceras som en biprodukt av reaktionen som överför en acylgrupp från en fosfatidylkolin till en acceptormolekyl, vilket resulterar i bildningen av en förestrad acceptormolekyl. Hos människan är ett exempel på en sådan transacyleringsreaktion den som katalyseras av enzymet LRAT som omvandlar en all- trans- retinol till en all- trans -retinylester. Den senare är en lagringsform av vitamin A i olika vävnader, samt en retinal prekursor i näthinnan (se syncykel ) .

all- trans -retinol		dipalmitoyl-PC	lecitin retinol acyltransferas	all- trans- retinylester		2-palmitoyl-PC (en 1-lysoPC)
	+				+

1-LysoPC är också en biprodukt av reaktionen där N-arakidonoyl-1,2-diacyl-glycerol 3-fosfoetanolamin ( NAPE) produceras. Detta är ett hastighetsbegränsande steg för syntesen av anandamid och relaterade signallipider. Två enzymer är kända för att katalysera denna reaktion. LRAT-liknande protein (RLP-1; en produkt av genen HRASLS5), katalyserar överföring av en acylgrupp från fosfatidylkolin (PC) till fosfatidyletanol (PE), vilket resulterar i bildandet av radioaktivt NAPE. RLP-1 visar inte selektivitet med avseende på sn-1- och sn-2- positionerna för PC som acyldonator och kan därför generera N-arachidonoyl-PE (en anandamidprekursor ) från 2-arachidonoyl-PC och PE. Det finns också ett Ca2 ⁺ -beroende, membranassocierat enzym (vars gen för närvarande inte är känd) som är specifik för sn-1- acylgruppen i PC.

fosfatidyletanol (PE)		PC	LRAT-liknande protein	NACKE		1-lysoPC
	+				+

Som substrat för reaktioner

1-lysoPC kan hydrolyseras ytterligare av lysofosfolipaser för att förlora den återstående fettsyran och ge L-1-glycero-3-fosfokolin. Hos människor kan 1-lysoPC hydrolyseras av tio olika enzymer: kalciumoberoende fosfolipas A2-gamma (kodad av genen PNPLA8 ), neuropatimålesteras ( PNPLA6 ), lysofosfolipas ( PLB1 ), eosinofil lysofosfolipas ( CLC ), galaktosidbindande lösligt lektin 13 ( LGALS13 ), grupp XV fosfolipas A2 (PLA2G15), acylproteintioesteras 1 ( LYPLA1 ), lysofosfolipas ( PLA2G4A ), acylproteintioesteras 2 (LYPLA2) och PNPLA7 (några av dessa phospholipas) enzymer har också A2-aktivitet. . Andra organismer har olika antal enzymer som katalyserar samma kemiska reaktion. Till exempel har bakterien E. coli bara genprodukterna av tesA och pldB , medan jästen S. cerevisiae har genprodukterna från NTE1 , PLB2 , PLB1 och PLB3 .

1-lysoPC	lysofosfolipas	Glycerol-3-fosfokolin		Fettsyra
			+

Det verkar finnas minst två enzymer som kan producera en fosfatidylkolinmolekyl från 1-lysoPC. 2-acylglycerofosfokolin O-acyltransferas , ett enzym renat i levermikrosomer , katalyserar specifikt acyleringen av 1-lysoPC med acyl-CoA för att skapa en fosfatidylkolinmolekyl. Denna reaktion är viktig för syntesen av fosfatidylkolin innehållande specifika fettsyror, men används inte för de-novo syntesen av fosfatidylkolin. I motsats till dessa fynd från råttlevermikrosomer, visade sig däggdjursacyltransferas från hundlungor inte uppvisa någon preferens mellan 1-lyso-2-acyl-fosfatidylkolin och 1-acyl-2-lysofosfatidylkolin. Dessa skillnader har tillskrivits ommodelleringen av membranfosfolipider för att reglera membranfluiditeten och ackumuleringen av fysiologiskt viktiga fettsyror som arakidonsyra .

1-lysoPC		acyl-CoA	2-acylglycerofosfokolin O-acyltransferas		PC		Glycerol-3-fosfokolin
	+					+
				CoA

Hos människor sker triglyceridsyntes genom Kennedy-vägen , där glycerol-3-fosfat sekventiellt acyleras för att producera triacylglycerol . I växter och svampar kan triacylglycerolsyntes emellertid katalyseras av fosfolipid:diacylglycerolacyltransferas ( PDAT ). Således är diacylglycerol acceptorn av en fettsyra som kommer från fosfatidylkolin, vilket resulterar i frisättningen av en 1-lysoPC.

diacylglycerol		PC	Fosfolipid: diacylglycerol acyltransferas	triacylglycerol		1-lysoPC
	+				+

Ett råttenzym befanns överföra acylgruppen från 2-lysoPC till 1-lysoPC, vilket producerade fosfatidylkolin.

2-lysoPC		1-lysoPC	lysofosfolipas-transacylas	PC		glycerol-3-fosfokolin
	+				+

Transportsystem

I människokroppen förs 1-lysoPC som tillverkas i levern av albumin i blodplasman till olika vävnader där det acyleras för att producera PC-molekyler med specifika acylgrupper. I levern frisätts 1-lysoPC av fosfolipas A1 och bildas också av leverlipas . Albuminbunden 1-lysoPC är en viktig väg för att komma åt vävnadsavdelningar som hjärnan, som tar upp få lipoproteiner . Fettacylkedjor som levereras på denna väg kan sedan acyleras till vävnadsmembranfosfolipider. Bearbetning av lysofosfatidylkolin har upptäckts vara en viktig komponent i den normala mänskliga hjärnans utveckling: de som är födda med gener som förhindrar adekvat upptag lider av dödlig mikrocefali. MFSD2a har visat sig transportera LPC-bundna fleromättade fettsyror, inklusive DHA och EPA, över blod-hjärnan och blod-retinala barriärer.

I människokroppen representerar lysoPC (1-lysoPC och 2-lysoPC tillsammans) 5-20 % av alla fosfolipider i blodplasman . Genom att kontrollera för den kemiska isomeriseringen mellan 1-lysoPC och 2-lysoPC (se ovan), har ungefär hälften av lysoPC-molekylerna i plasma visat sig vara i 1-lysoPC-form. Det mesta (~60%) av lysoPC är bundet till albumin , och resten är associerat med lipoproteiner . Av de totala (fri och förestrade formen) fettsyrorna som bärs av albumin är ungefär en tredjedel i form av lysoPC.

Förutom transport över vävnader i kroppen, finns det transportsystem inom celler för att transportera 1-lysoPC från där det syntetiseras, eller dit det levereras från andra vävnader, dit det behövs. De flesta organismer har överföringsproteiner ( typ IV ATPaser ) för att transportera fosfolipid över sina cellmembran. Dessa proteiner kommer sannolikt också att transportera 1-lysoPC men deras substratspecificiteter har inte fastställts ännu. E. coli och andra bakterier har ett sådant transportprotein som är en specialiserad lysofosfolipidtransportör ( LplT -genprodukten). Den kan "vända" 1-lysoPC och den besläktade föreningen 2-acylglycerofosfoetanolamin från den yttre broschyren av lipiddubbelskiktet till det inre lagret.

Syntes i laboratoriet

I laboratoriet finns en metod för att framställa relativt ren 1-lysoPC och rena bort reaktionsbiprodukterna.

externa länkar