Fosfolipídios: características, estrutura, funções, tipos - Ciência - 2023

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O fim fosfolipídio É usado para se referir a biomoléculas de natureza lipídica que possuem um grupo fosfato em suas estruturas, especificamente em suas cabeças polares, e que podem ter um glicerol 3-fosfato ou uma molécula de esfingosina como esqueleto principal.

Muitos autores, no entanto, quando mencionam os fosfolipídios, geralmente se referem aos glicerofosfolipídios ou fosfoglicerídeos, que são lipídios derivados do glicerol 3-fosfato ao qual estão esterificados, nos carbonos das posições 1 e 2, duas cadeias de ácidos graxos de vários comprimentos e graus de saturação.

Os fosfoglicerídeos representam o grupo mais importante de lipídeos de membrana e se distinguem principalmente pela identidade dos grupos substituintes ligados ao grupo fosfato na posição C3 do glicerol.

A fosfatidilcolina, a fosfatidiletanolamina, a fosfatidilserina e o fosfatidilinositol estão entre os fosfolipídios mais proeminentes, tanto pela abundância quanto pela importância das funções biológicas que exercem nas células.

Caracteristicas

Como qualquer outro lipídio, os fosfolipídios também são moléculas anfipáticas, ou seja, possuem uma extremidade polar hidrofílica, muitas vezes conhecida como "cabeça polar" e uma extremidade apolar chamada de "cauda apolar", que possui características hidrofóbicas.

Dependendo da natureza dos grupos de cabeça ou grupos polares e das cadeias alifáticas, cada fosfolipídeo tem diferentes características químicas, físicas e funcionais. Os substituintes polares podem ser aniônicos (com uma carga líquida negativa), zwitteriônicos ou catiônicos (com uma carga líquida positiva).

Os fosfolipídios distribuem-se "assimetricamente" nas membranas celulares, visto que estas podem ser mais ou menos enriquecidas de um ou outro tipo, o que também vale para cada monocamada que compõe a bicamada lipídica, uma vez que um fosfolipídio pode estar preferencialmente localizado em direção ao célula externa ou interna.

A distribuição dessas moléculas complexas geralmente depende das enzimas responsáveis por sua síntese, as quais são moduladas, ao mesmo tempo, pelas necessidades intrínsecas de cada célula.

Estrutura

A maioria dos fosfolipídios, como discutido acima, são lipídios que são montados em uma estrutura de glicerol 3-fosfato; e é por isso que eles também são conhecidos como glicerofosfolipídios ou fosfoglicerídeos.

Sua cabeça polar é composta do grupo fosfato ligado ao carbono na posição C3 do glicerol ao qual os grupos substituintes ou "grupos principais" estão ligados por meio de uma ligação fosfodiéster. São esses grupos que dão a cada fosfolipídeo sua identidade.

A região apolar é representada nas caudas apolares, que são compostas pelas cadeias de ácidos graxos ligadas aos carbonos nas posições C1 e C2 da molécula de glicerol 3-fosfato por meio de ligações éster ou éter (éter-fosfolipídios).

Outros fosfolipídios são baseados em uma molécula de fosfato de diidroxiacetona, ao qual os ácidos graxos também se ligam por ligações de éter.

Em muitos fosfolipídios biologicamente importantes, o ácido graxo na posição C1 é um ácido graxo saturado de 16 a 18 átomos de carbono, enquanto que na posição C2 é frequentemente insaturado e mais longo (18 a 20 átomos de carbono). carbono).

Normalmente, em fosfolipídios, ácidos graxos com cadeias ramificadas não são encontrados.

O fosfolipídio mais simples é o ácido fosfatídico, que consiste em uma molécula de glicerol 3-fosfato ligada a duas cadeias de ácidos graxos (1,2-diacilglicerol 3-fosfato). Este é o intermediário chave para a formação dos outros glicerofosfolipídios.

Características

Estrutural

Os fosfolipídios, junto com o colesterol e os esfingolipídios, são os principais elementos estruturais para a formação das membranas biológicas.

As membranas biológicas possibilitam a existência das células que constituem todos os organismos vivos, bem como das organelas no interior dessas células (compartimentalização celular).

As propriedades físico-químicas dos fosfolipídios determinam as características elásticas, fluidez e capacidade de associação com proteínas integrantes e periféricas das membranas celulares.

Nesse sentido, as proteínas associadas às membranas interagem principalmente com os grupos polares dos fosfolipídios e são esses grupos, por sua vez, que conferem características superficiais especiais às bicamadas lipídicas das quais fazem parte.

Certos fosfolipídios também contribuem para a estabilização de muitas proteínas transportadoras e outros ajudam a aumentar ou aumentar sua atividade.

Comunicação celular

Em termos de comunicação celular, existem alguns fosfolipídios que cumprem funções específicas.Por exemplo, os fosfoinositóis são fontes importantes de segundos mensageiros que participam dos processos de sinalização celular nas membranas onde são encontrados.

A fosfatidilserina, um importante fosfolipídeo essencialmente associado à monocamada interna da membrana plasmática, foi descrita como uma molécula "repórter" ou "marcador" em células apoptóticas, uma vez que é translocada para a monocamada externa durante os processos de morte celular programados.

Energia e metabolismo

Como o resto dos lipídios da membrana, os fosfolipídios são uma importante fonte de energia calórica, bem como precursores para a biogênese da membrana.

As cadeias alifáticas (os ácidos graxos) que compõem suas caudas apolares são utilizadas por meio de complexas vias metabólicas pelas quais grandes quantidades de energia são extraídas na forma de ATP, energia necessária para realizar a maioria dos processos celulares vital.

Outras funções

Certos fosfolipídios cumprem outras funções como parte de materiais especiais em alguns tecidos. A dipalmitoilfosfatidilcolina, por exemplo, é um dos principais componentes do surfactante pulmonar, que é uma mistura complexa de proteínas e lipídios cuja função é diminuir a tensão superficial nos pulmões durante a expiração.

Tipos

Os ácidos graxos ligados à estrutura do glicerol 3-fosfato podem ser muito variados, portanto, o mesmo tipo de fosfolipídeo pode consistir em um grande número de espécies moleculares, algumas das quais são específicas para certos organismos, para certos tecidos e até mesmo para certas células dentro do mesmo organismo.

-Glicerofosfolipídios

Os glicerofosfolipídios ou fosfoglicerídeos são a classe mais abundante de lipídios na natureza. Tanto é assim que são o modelo comumente usado para descrever todos os fosfolipídios. Eles são encontrados principalmente como elementos estruturais das membranas celulares, mas também podem ser distribuídos em outras partes da célula, embora em concentração muito menor.

Como foi comentado ao longo deste texto, sua estrutura é formada por uma molécula de 1,2-diacilglicerol 3-fosfato à qual outra molécula com características polares é ligada por meio de uma ligação fosfodiéster que dá uma identidade específica a cada grupo glicerolipídico.

Essas moléculas são tipicamente álcoois, como etanolamina, colina, serina, glicerol ou inositol, formando fosfatidiletanolaminas, fosfatidilcolinas, fosfatidilserinas, fosfatidilgliceróis e fosfatidilinositóis.

Além disso, pode haver diferenças entre os fosfolipídios pertencentes a um mesmo grupo em relação ao comprimento e ao grau de saturação das cadeias alifáticas que compõem suas caudas apolares.

Classificação

De acordo com as características dos grupos polares, os glicerofosfolipídios são classificados como:

- Glicerofosfolipídios com carga negativa, como fosfatidilinositol 4,5-bifosfato.

- Glicerofosfolipídios neutros, como fosfatidilserina.

- Glicerofosfolipídios com carga positiva, como fosfatidilcolina e fosfatidiletanolamina.

-Eter-fosfolipídios e plasmalogênios

Embora sua função não seja conhecida ao certo, sabe-se que esse tipo de lipídio é encontrado nas membranas celulares de alguns tecidos animais e de alguns organismos unicelulares.

Sua estrutura difere dos fosfolipídios mais comuns pelo tipo de ligação através da qual as cadeias de ácidos graxos se ligam ao glicerol, uma vez que é uma ligação éter e não éster. Esses ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados.

No caso dos plasmallogênios, as cadeias de ácidos graxos são ligadas a uma estrutura de fosfato de di-hidroxiacetona por meio de uma ligação dupla nos carbonos C1 ou C2.

Os plasmalogênios são especialmente abundantes nas células do tecido cardíaco da maioria dos vertebrados; e muitos invertebrados, bactérias halofíticas e alguns protistas ciliados possuem membranas enriquecidas com este tipo de fosfolipídios.

Entre as poucas funções conhecidas desses lipídios está o exemplo do fator ativador de plaquetas em vertebrados, que é um alquilfosfolipídio.

-Sphingomyelins

Embora possam ser classificados junto com os esfingolipídeos, uma vez que em seu esqueleto principal contêm uma molécula de esfingosina em vez de uma molécula de glicerol 3-fosfato, esses lipídeos representam a segunda classe mais abundante de fosfolipídeos de membrana.

Uma cadeia de ácido graxo é ligada ao grupo amino da esfingosina por meio de uma ligação amida, formando assim uma ceramida. O grupo hidroxila primário da esfingosina é esterificado com uma fosforilcolina, dando origem à esfingomielina.

Esses fosfolipídios, como seu nome indica, enriquecem as bainhas de mielina que circundam as células nervosas, que desempenham um papel importante na transmissão de impulsos nervosos elétricos.

Onde se encontram?

Como indicam suas funções, os fosfolipídios são encontrados principalmente como parte estrutural das bicamadas lipídicas que compõem as membranas biológicas que envolvem as células e suas organelas internas em todos os organismos vivos.

Esses lipídios são comuns em todos os organismos eucarióticos e até mesmo em muitos procariotos, onde desempenham funções análogas.

Exemplo dos principais fosfolipídios

Como foi repetidamente comentado, os glicerofosfolipídios são os fosfolipídios mais importantes e abundantes nas células de qualquer organismo vivo. Destes, a fosfatidilcolina representa mais de 50% dos fosfolipídios nas membranas eucarióticas. Tem uma forma quase cilíndrica, por isso pode ser organizado em bicamadas lipídicas planas.

A fosfatidiletanolamina, por outro lado, também é extremamente abundante, mas sua estrutura é "cônica", por isso não se monta em bicamadas e está normalmente associada a locais onde há curvaturas na membrana.

Referências

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