asam fosfatidat atau phosphatidate , adalah fosfolipid milik keluarga dari gliserofosfolipid atau phosphoglycerides, yang hadir dalam semua membran biologis. Ini adalah fosfolipid paling sederhana dan berfungsi sebagai prekursor untuk gliserofosfolipid lain yang lebih kompleks, meskipun tidak ditemukan dalam jumlah besar.
Dalam E. coli , misalnya, itu mewakili kurang dari 0,5% dari total fosfolipid dalam membran plasma dan berubah dengan cepat karena perannya sebagai perantara biosintetik.
Representasi Fisher untuk Asam Fosfatidat (Sumber: Mzaki [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Fosfolipid prekursor ini dibentuk oleh asilasi gugus hidroksil dari gliserol 3-fosfat dengan dua molekul asam lemak teraktivasi dan diyakini ada di hampir semua membran biologis.
Kardiolipin, fosfolipid penting yang ada di membran mitokondria dan membran plasma bakteri dan archaea, terdiri dari dua molekul asam fosfatidat yang terikat pada molekul gliserol.
Asam lisofosfatidat, yaitu molekul asam fosfatidat yang tidak memiliki gugus asil, berpartisipasi sebagai molekul perantara dalam banyak proses pensinyalan ekstraseluler.
Indeks artikel
Struktur kimia
Seperti kebanyakan fosfolipid, asam fosfatidat adalah molekul amfipatik dengan dua ujung hidrofilisitas yang berlawanan: ujung kutub hidrofilik dan ekor apolar hidrofobik.
Seperti dibahas di atas, ini adalah fosfolipid paling sederhana, karena “kepala” atau gugus polarnya hanya terdiri dari gugus fosfat yang terikat pada karbon pada posisi 3 molekul gliserol.
Ekor apolarnya terdiri dari dua rantai asam lemak yang diesterifikasi menjadi karbon pada posisi 1 dan 2 dari gliserol 3-fosfat. Asam lemak ini memiliki panjang dan derajat kejenuhan yang bervariasi.
Biasanya, panjang asam lemak yang terikat berkisar antara 16 sampai 24 atom karbon; dan telah ditentukan bahwa asam lemak yang terikat pada karbon 2 biasanya tidak jenuh (adanya ikatan rangkap karbon-karbon), meskipun hal ini tergantung pada organisme yang dipertimbangkan, karena dalam plastida tumbuhan itu adalah asam lemak jenuh.
Biosintesis
Biosintesis asam fosfatidat adalah titik cabang untuk sintesis gliserofosfolipid lainnya. Ini dimulai dengan aktivasi asam lemak dengan penambahan bagian CoA, reaksi yang dikatalisis oleh asil-KoA sintetase, yang menghasilkan asil-KoA.
Ada isoform yang berbeda dari enzim ini yang ditemukan di retikulum endoplasma dan di mitokondria, tetapi reaksi terjadi dengan cara yang sama seperti pada prokariota.
Langkah “berkomitmen” pertama dalam jalur biosintetik adalah transfer molekul asil-KoA ke gliserol 3-fosfat, suatu reaksi yang dikatalisis oleh gliserol 3-fosfat asiltransferase yang terkait dengan membran luar mitokondria dan dengan retikulum endoplasma.
Produk dari reaksi ini, asam lisofosfatidat (karena hanya memiliki satu rantai hidrokarbon), diperkirakan akan dipindahkan dari mitokondria ke retikulum endoplasma untuk melakukan reaksi asilasi kedua.
Ringkasan grafis dari sintesis Asam Fosfatidat (Sumber: Krishnavedala [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Enzim yang mengkatalisis langkah ini dikenal sebagai 1-asilgliserol 3-fosfat asiltransferase, berlimpah di membran retikulum endoplasma dan secara khusus mentransfer asam lemak tak jenuh ke karbon pada posisi 2 dari molekul 1-asilgliserol 3-fosfat.
Asam fosfatidat yang terbentuk dapat dihidrolisis oleh asam fosfatidat fosfatase menjadi 1,2-diasilgliserol, yang kemudian dapat digunakan untuk sintesis fosfatidilkolin dan fosfatidiletanolamin.
Cara produksi lainnya
Jalur alternatif untuk produksi asam fosfatidat yang melibatkan “daur ulang” molekul 1,2-diasilgliserol berkaitan dengan partisipasi enzim kinase spesifik yang mentransfer gugus fosfat ke karbon pada posisi 3 diasilgliserol.
Lain adalah dari hidrolisis fosfolipid lain, dikatalisis oleh enzim yang dikenal sebagai fosfolipase. Contoh dari proses ini adalah produksi asam fosfatidat dari fosfatidilkolin berkat aksi fosfolipase D, yang menghidrolisis ikatan antara kolin dan gugus fosfat 1,2-diasilgliserol 3-fosfat.
Biosintesis pada tumbuhan
Produksi asam fosfatidat pada tumbuhan dikaitkan dengan empat kompartemen sel tumbuhan yang berbeda: plastida, retikulum endoplasma, mitokondria, dan kompleks Golgi.
Langkah pertama dalam rute ini sama seperti yang dijelaskan sebelumnya, dengan gliserol 3-fosfat asiltransferase yang berpartisipasi di setiap kompartemen untuk mentransfer gugus asil-KoA yang diaktifkan ke karbon 1 dari molekul gliserol 3-fosfat.
Sintesis diselesaikan oleh enzim yang disebut asam lysophosphatidic acyltransferase setelah transfer gugus asil lain ke posisi C3 asam lysophosphatidic.
Dalam plastida tanaman, enzim ini secara selektif mentransfer asam lemak jenuh dengan panjang yang sesuai dengan 16 atom karbon. Ini adalah atribut khusus dari lipid yang disintesis dalam organel ini.
Fitur
Asam fosfatidat adalah prekursor fosfolipid untuk banyak fosfolipid, galaktolipid, dan trigliserida di banyak organisme. Oleh karena itu, ini adalah molekul penting untuk sel, meskipun faktanya tidak memenuhi fungsi struktural langsung.
Pada hewan, salah satu produk dari hidrolisis enzimatik, 1,2-diasilgliserol, digunakan untuk pembentukan triacylglycerides atau trigliserida oleh transesterifikasi dengan aktif molekul asam lemak ketiga (terkait dengan porsi CoA).
Trigliserida adalah molekul cadangan energi yang penting bagi hewan, karena oksidasi asam lemak yang ada di dalamnya menyebabkan pelepasan sejumlah besar energi dan prekursor dan zat antara dalam jalur metabolisme lainnya.
Produk lain dari hidrolisis, asam lysophosphatidic, adalah utusan penting kedua dalam beberapa jalur sinyal ekstraseluler yang melibatkan yang mengikat reseptor pada permukaan sel-sel lain yang terlibat dalam tumorigenesis, angiogenesis, dan respon imun, antara lain.
Fungsinya sebagai molekul pemberi sinyal antara lain partisipasinya dalam induksi proliferasi sel, penurunan apoptosis, agregasi platelet, kontraksi otot polos, kemotaksis, invasi sel tumor, dan lain-lain.
Pada bakteri, asam fosfatidat diperlukan selama proses pertukaran fosfolipid membran yang menyediakan sel dengan molekul “osmoprotektif” yang dikenal sebagai “oligosakarida yang diturunkan dari membran”.
Referensi
- Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Atlas Warna Biokimia (edisi ke-2). New York, AS: Thieme.
- Lucky, M. (2008). Biologi struktural membran: dengan dasar biokimia dan biofisika . Pers Universitas Cambridge
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokimia (edisi ke-3). San Fransisco, California: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Biokimia Harper’s Illustrated (edisi ke-28). McGraw-Hill Medis.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Prinsip Biokimia Lehninger . Edisi Omega ( edisi ke-5). https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
- Rawn, JD (1998). Biokimia . Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokimia lipid, lipoprotein dan membran. Dalam Biokimia Komprehensif Baru Vol.36 (edisi ke-4). lain.
