Fosfolipid adalah — ciri, fungsi, sifat, struktur, fungsi, contoh

Fosfolipid adalah jenis lipid yang dapat disabunkan yang membentuk membran sel, yang terbuat dari molekul alkohol (gliserol atau sfingosin), di mana dua asam lemak (1,2-diasilgliserol) dan ikatan gugus fosfat. Fosfat dihubungkan oleh ikatan fosfodiester dengan molekul lain, yang umumnya mengandung nitrogen, seperti kolin, serin, atau etanolamin, dan seringkali memiliki muatan listrik. Semua membran plasma aktif sel memiliki bilayer fosfolipid.

Fosfolipid dibagi menjadi fosfogliserida (di mana alkoholnya adalah gliserol, alkohol rantai pendek) dan sfingolipid (alkoholnya adalah sfingosin, alkohol rantai panjang). Fosfolipid yang paling melimpah adalah fosfatidletanolamin (atau sefalin), fosfatidlinositol, asam fosfatidat, fosfatidilkolin (atau lesitin), dan fosfatidilserin.

Perusahaan seperti Lipoid, Avanti Polar atau VAV Life Sciences1 secara komersial menghasilkan fosfolipid murni, yang aplikasi telah ditemukan dalam nanoteknologi dan ilmu material.

Pengertian

Fosfolipid adalah komponen utama dari semua membran sel karena fosfolipid dapat membentuk lapisan ganda lipid. Fosfolipid yang diproduksi secara industri berasal dari kedelai, bunga matahari, rapeseed, susu sapi, telur ikan, telur ayam, dll. Beberapa fosfolipid terkenal adalah lesitin, cephalins, phosphoinositides, dll.

Istilah fosfolipid digunakan untuk merujuk pada biomolekul dari sifat lipid yang memiliki gugus fosfat dalam strukturnya, khususnya di kepala polar mereka, dan bahwa sebagai kerangka utama mereka dapat memiliki molekul gliserol 3-fosfat atau molekul sphingosine.

Namun, banyak penulis, ketika mereka merujuk pada fosfolipid, biasanya merujuk pada gliserofosfolipid atau fosfogliserida, yang merupakan lipid yang berasal dari gliserol 3-fosfat yang diesterifikasi, dalam karbon pada posisi 1 dan 2, dua rantai dari asam lemak dengan panjang dan derajat kejenuhan yang berbeda-beda.

Fosfogliserida mewakili kelompok lipid membran yang paling penting dan dibedakan terutama oleh identitas kelompok substituen yang melekat pada gugus fosfat pada posisi C3 gliserol.

Fosfatidil kolina, fosfatidletanolamina, fosfatidilserin, dan fosfatidilinositol adalah di antara fosfolipid yang paling menonjol, baik untuk kelimpahannya maupun untuk pentingnya fungsi biologis yang mereka lakukan dalam sel.

Ciri Sifat Fosfolipid

Seperti halnya lipid lainnya, fosfolipid juga merupakan molekul amfipatik, yaitu, mereka memiliki ujung kutub hidrofilik, sering dikenal sebagai “kepala polar” dan ujung apolar yang disebut “ekor apolar”, yang memiliki karakteristik hidrofobik.

Bergantung pada sifat gugus kepala atau gugus polar dan rantai alifatik, masing-masing fosfolipid memiliki karakteristik kimia, fisik, dan fungsional yang berbeda. Substituen polar dapat berupa anionik (dengan muatan negatif bersih), zwitterionik, atau kationik (dengan muatan positif bersih).

Fosfolipid didistribusikan “secara asimetris” dalam membran sel, karena ini dapat lebih atau kurang diperkaya dari satu atau jenis lainnya, yang juga berlaku untuk setiap lapisan tunggal yang membentuk bilayer lipid, karena fosfolipid dapat ditempatkan secara preferensial ke arah di luar atau di dalam sel.

Distribusi molekul kompleks ini umumnya tergantung pada enzim yang bertanggung jawab untuk sintesis mereka, yang dimodulasi, pada saat yang sama, oleh kebutuhan intrinsik setiap sel.

Struktur Fosfolipid

Sebagian besar fosfolipid, seperti dibahas di atas, adalah lipid yang dirangkai pada tulang punggung gliserol 3-fosfat; dan itulah sebabnya mereka juga dikenal sebagai gliserofosfolipid atau fosfogliserida.

Kepala polar terdiri dari gugus fosfat yang dilekatkan pada karbon pada posisi C3 gliserol dimana gugus substituen atau “gugus kepala” dilekatkan melalui ikatan fosfodiester. Kelompok inilah yang memberikan identitas pada setiap fosfolipid.

Daerah apolar diwakili dalam ekor apolar, yang terdiri dari rantai asam lemak yang melekat pada karbon pada posisi C1 dan C2 dari molekul gliserol 3-fosfat dengan cara hubungan ester atau eter (eter-fosfolipid).

Fosfolipid lain sebagai tulang punggungnya adalah molekul dihidroksiaseton fosfat dimana asam lemak juga dihubungkan melalui hubungan eter.

Dalam banyak fosfolipid yang penting secara biologis, asam lemak pada posisi C1 adalah asam lemak jenuh antara 16 dan 18 atom karbon, sedangkan pada posisi C2 sering tidak jenuh dan lebih panjang (antara 18 dan 20 atom karbon). karbon).

Biasanya, dalam fosfolipid, asam lemak dengan rantai bercabang tidak ditemukan.

Fosfolipid yang paling sederhana adalah asam fosfatidat, yang terdiri dari molekul gliserol 3-fosfat yang dihubungkan dengan dua rantai asam lemak (1,2-diasil gliserol 3-fosfat). Ini adalah perantara utama untuk pembentukan gliserofosfolipid lainnya.

Fungsi Fosfolipid

  • Komponen struktural membran sel: Sifat amphipathic dari fosfolipid memungkinkan mereka untuk mengasosiasikan diri melalui interaksi hidrofobik antara bagian asam lemak rantai panjang dari molekul yang berdekatan sedemikian rupa sehingga kepala kutub memproyeksikan keluar ke air di mana mereka dapat berinteraksi dengan molekul protein dan proyek ekor apolar ke dalam bilayer lipid.
  • Aktivasi enzim: Fosfolipid berperan sebagai pembawa pesan kedua dalam transmisi sinyal ke bagian dalam sel seperti digliserida atau fosfatidil kolina yang mengaktifkan betahydroxybutyrate dehydrogenase, yang merupakan enzim mitokondria.
  • Komponen surfaktan paru: Fungsi normal paru membutuhkan kontribusi konstan fosfolipid langka yang disebut dipalmitoilfosfatidilkolin. Surfaktan fosfolipid ini diproduksi oleh sel-sel epitel tipe II dan mencegah atelektasis pada akhir fase ekspirasi respirasi.
  • Komponen deterjen empedu: Fosfolipid, dan terutama fosfatidilkolin dalam empedu, melarutkan kolesterol. Penurunan produksi fosfolipid dan sekresi menjadi empedu menyebabkan pembentukan batu empedu kolesterol dan pigmen empedu.
  • Sintesis zat pensinyalan seluler: Fosfatidinol dan fosfatidilkolin bertindak sebagai donor asam arakidonat untuk sintesis prostaglandin, tromboxan, leukotrien, dan senyawa terkait.

Struktural

Fosfolipid, bersama dengan kolesterol dan sphingolipid, adalah elemen struktural utama untuk pembentukan membran biologis.

Membran biologis memungkinkan adanya sel-sel yang membentuk semua organisme hidup, serta sel-sel organel di dalam sel-sel ini (kompartementalisasi seluler).

Sifat fisikokimia fosfolipid menentukan karakteristik elastis, fluiditas dan kapasitas hubungan dengan protein integral dan perifer membran sel.

Dalam pengertian ini, protein yang terkait dengan membran berinteraksi terutama dengan gugus polar fosfolipid dan gugus inilah yang pada gilirannya memberikan karakteristik permukaan khusus pada lapisan ganda lipid yang menjadi bagiannya.

Selain itu, fosfolipid tertentu berkontribusi pada stabilisasi banyak protein transporter dan lainnya membantu meningkatkan atau meningkatkan aktivitas mereka.

Komunikasi seluler

Dalam hal komunikasi seluler, ada beberapa fosfolipid yang memenuhi fungsi spesifik. Sebagai contoh, fosfoinositol adalah sumber penting dari pembawa pesan kedua yang berpartisipasi dalam proses pensinyalan sel dalam membran tempat mereka ditemukan.

Fosfatidilserin, sebuah fosfolipid penting yang pada dasarnya terkait dengan lapisan dalam membran plasma, telah digambarkan sebagai molekul “indikator” atau “penanda” dalam sel apoptosis, karena ia ditranslokasi ke arah lapisan luar selama proses kematian sel yang diprogram.

Energi dan metabolisme

Seperti sisa lipid membran, fosfolipid merupakan sumber energi kalori yang penting, serta prekursor untuk biogenesis membran.

Rantai alifatik (asam lemak) yang membentuk ekor apolar mereka digunakan melalui jalur metabolisme yang kompleks di mana sejumlah besar energi diekstraksi dalam bentuk ATP, energi yang diperlukan untuk melakukan sebagian besar proses seluler vital.

Jenis Fosfolipid

Asam lemak yang dihubungkan dengan kerangka gliserol 3-fosfat dapat sangat bervariasi, oleh karena itu, jenis fosfolipid yang sama dapat terdiri dari sejumlah besar spesies molekuler, beberapa di antaranya khusus untuk organisme tertentu, untuk jaringan tertentu dan bahkan untuk sel-sel tertentu dalam organisme yang sama.

Gliserofosfolipid

Gliserofosfolipid atau fosfogliserida adalah kelas lipid yang paling melimpah di alam. Begitu banyak, bahwa mereka adalah model yang biasa digunakan untuk menggambarkan semua fosfolipid. Mereka terutama ditemukan sebagai elemen struktural membran sel, tetapi juga dapat didistribusikan di bagian lain dari sel, meskipun dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah.

Sebagaimana telah dikomentari di seluruh teks ini, strukturnya dibentuk oleh molekul 1,2-diasil gliserol 3-fosfat yang, melalui ikatan fosfodiester, molekul lain dengan karakteristik kutub yang memberikan identitas khusus untuk masing-masing kelompok gliserolipid.

Biasanya, molekul-molekul ini adalah alkohol seperti etanolamin, kolin, serin, gliserol, atau inositol, yang menghasilkan fosfatidletanolamina, fosfatidilkolin, fosfatidilserin, fosfatidilgliserol, dan fosfatidlingositol.

Lebih lanjut, mungkin ada perbedaan antara fosfolipid yang termasuk dalam kelompok yang sama terkait dengan panjang dan derajat kejenuhan rantai alifatik yang membentuk ekor apolar mereka.

Klasifikasi Fosfolipid

Menurut karakteristik gugus polar, gliserofosfolipid diklasifikasikan sebagai:

  • Gliserofosfolipid bermuatan negatif, seperti fosfatidlinositol 4,5-bisfosfat.
  • Gliserofosfolipid netral, seperti fosfatidilserin.
  • Gliserofosfolipid yang bermuatan positif, seperti phosphatidylcholine dan phosphatidylethanolamine.
  • Ether-fosfolipid dan plasmalogen

Terlepas dari kenyataan bahwa fungsinya tidak diketahui secara pasti, diketahui bahwa jenis lipid ini ditemukan dalam membran sel dari beberapa jaringan hewan dan pada beberapa organisme bersel tunggal.

Strukturnya berbeda dari fosfolipid yang paling umum dengan jenis rantai yang melaluinya rantai asam lemak melekat pada gliserol, karena itu adalah eter dan bukan jenis tautan ester. Asam lemak ini bisa jenuh atau tidak jenuh.

Dalam kasus plasmalogens, rantai asam lemak melekat pada tulang punggung fosfat dihidroksiaseton melalui ikatan rangkap dengan karbon C1 atau C2.

Plasmalogen terutama berlimpah di sel-sel jaringan jantung kebanyakan vertebrata; dan banyak invertebrata, bakteri halofit, dan beberapa protista bersilia memiliki membran yang diperkaya dengan jenis fosfolipid.

Di antara beberapa fungsi lipid yang diketahui adalah contoh faktor pengaktif trombosit pada vertebrata, yang merupakan alkil fosfolipid.

Sfingomielin

Meskipun mereka dapat diklasifikasikan bersama dengan sphingolipid, karena mereka mengandung molekul sphingosine dan bukan molekul gliserol 3-fosfat dalam kerangka utama mereka, lipid ini mewakili kelas fosfolipid membran paling banyak kedua.

Rantai asam lemak melekat pada gugus amino sphingosine melalui ikatan amida, sehingga membentuk ceramide. Kelompok hidroksil primer sphingosine diesterifikasi dengan fosforilkolin, yang menghasilkan sphingomyelin.

Fosfolipid ini, seperti namanya, memperkaya selubung mielin yang mengelilingi sel-sel saraf, yang memainkan peran utama dalam transmisi impuls saraf listrik.

Di mana mereka berada?

Seperti yang ditunjukkan oleh fungsinya, fosfolipid ditemukan terutama sebagai bagian struktural dari lapisan ganda lipid yang membentuk membran biologis yang membungkus kedua sel dan organel internalnya di semua organisme hidup.

Lipid ini umum di semua organisme eukariotik dan bahkan di banyak prokariota, di mana mereka melakukan fungsi yang sama.

Contoh fosfolipid utama

Seperti yang telah berulang kali dikomentari, gliserofosfolipid adalah fosfolipid yang paling penting dan melimpah dalam sel-sel organisme apa pun. Dari jumlah tersebut, fosfatidilkolin mewakili lebih dari 50% fosfolipid dalam membran eukariotik. Ini memiliki bentuk yang hampir silinder, sehingga dapat diatur dalam bilayers lipid datar.

Fosfatidletanolamina, di sisi lain, juga sangat berlimpah, tetapi strukturnya “kerucut”, sehingga tidak merakit sendiri sebagai bilayer dan biasanya dikaitkan dengan situs di mana terdapat lengkungan di membran.

Related Posts