phosphatidylserine adalah lipid milik keluarga dari fosfolipid dan gliserolipid kelompok atau phosphoglycerides, berasal dari 1,2-diasil gliserol 3-fosfat. Karena memiliki gugus amino dalam strukturnya, ia dianggap sebagai fosfolipid amino dan hadir dalam membran sel eukariotik dan prokariotik.
Itu dijelaskan untuk pertama kalinya oleh Folch, pada tahun 1941, sebagai komponen sekunder sefalin dari otak sapi (kompleks lipid serebral juga terdiri dari phosphatidylethanolamine) dan, pada tahun 1952, Baer dan Maurukas menjelaskan bagian penting dari struktur kimianya. .
Skema umum fosfolipid. (1) Kepala hidrofilik, (2) Ekor hidrofobik, (A) Phosphatidylcholine, (B) Phosphatidylethanolamine, (C) Phosphatidylserine dan (D) Skema phosphatidylglycerol (Sumber: Foobar [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons .org / licenses / by-sa / 3.0 /)] melalui Wikimedia Commons)
Pada eukariota, fosfolipid ini mewakili antara 3 dan 15% fosfolipid membran dan variasi kelimpahannya tergantung pada organisme, jenis jaringan, jenis sel yang bersangkutan dan bahkan saat perkembangannya. .
Studi yang berbeda telah memverifikasi bahwa itu tidak ada dalam mitokondria eukariota, tetapi keberadaannya telah dilaporkan dalam membran sel banyak bakteri, meskipun rute biosintetik untuk sintesisnya dalam organisme ini berbeda.
Distribusi fosfolipid ini dalam membran sel pada dasarnya tergantung pada enzim yang bertanggung jawab untuk produksinya dan pergerakannya (translokasi) antara lapisan tunggal membran tergantung pada aksi amino fosfolipid-flipase (dalam ragi) dan scramblease. (pada mamalia).
Ini adalah lipid penting untuk banyak sel sistem saraf , sedemikian rupa sehingga suplemen nutrisi sekarang telah dikembangkan yang memasukkannya ke dalam formulasi mereka untuk meningkatkan kapasitas otak tertentu dan mencegah degenerasi orang lain.
Indeks artikel
Struktur
Fosfatidilserin adalah gliserofosfolipid dan dengan demikian diturunkan dari molekul 1,2-diasil gliserol 3-fosfat, yaitu dari molekul gliserol yang memiliki dua rantai asam lemak teresterifikasi pada karbon 1 dan 2 dan pada karbon 3 memiliki fosfat kelompok.
Struktur phosphatidylserine (Sumber: Zirgouflex [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Seperti semua lipid, fosfatidilserin adalah molekul amfipatik, dengan ujung polar hidrofilik diwakili oleh gugus fosfat dan serin yang mengikatnya, dan ujung apolar hidrofobik, terdiri dari rantai asam lemak yang dihubungkan oleh ikatan ester.
Nama “phosphatidylserine” mengacu pada semua kemungkinan kombinasi asam lemak, dengan panjang dan derajat kejenuhan yang bervariasi, yang melekat pada tulang punggung gliserol yang memiliki serin yang melekat pada gugus fosfat di kepala kutub.
Perpaduan
Pada prokariota
Pada prokariota, phosphatidylserine diproduksi oleh phosphatidylserine synthetases yang berasosiasi dengan membran plasma atau dengan fraksi ribosom, tergantung pada apakah mereka bakteri Gram negatif atau Gram positif, masing-masing.
Sintesis fosfatidilserin dalam mikroorganisme ini diatur dan tergantung pada jenis dan jumlah lipid yang tersedia di tempat enzim sintetase ditemukan.
Dalam ragi
Ragi fosfatidilserin sintetase mensintesis fosfatidilserin dari reaksi antara CDP-diasilgliserol dan serin, menghasilkan fosfatidilserin dan CMP. Fosfolipid ini, dalam organisme ini, merupakan perantara penting dalam sintesis fosfatidilkolin dan fosfatidiletanolamin.
Reaksi ini diatur oleh konsentrasi intraseluler inositol, yang memiliki efek penghambatan pada enzim. Mekanisme lain melibatkan fosforilasi langsung sintetase atau beberapa enzim pengatur yang terlibat dalam jalur biosintesis.
Pada eukariota tingkat tinggi (tumbuhan dan hewan)
Dalam organisme seperti tumbuhan dan hewan (dianggap oleh beberapa penulis sebagai eukariota yang lebih tinggi) sintesis fosfatidilserin terjadi melalui reaksi pertukaran basa yang bergantung pada kalsium melalui enzim yang terkait dengan retikulum endoplasma.
Dalam jenis reaksi ini, fosfolipid disintesis dari fosfolipid yang sudah ada sebelumnya, dari mana gugus polar dihilangkan dan ditukar dengan molekul L-serin.
Pada tumbuhan ada dua sintetase fosfatidilserin: satu yang mengkatalisis reaksi perubahan basa yang bergantung pada kalsium dan yang lainnya mengkatalisis reaksi yang serupa dengan yang terjadi pada ragi dari CDP-diasilgliserol.
Mamalia juga memiliki dua sintetase phosphatidylserine: satu mengkatalisis sintesis phosphatidylserine dengan reaksi pertukaran antara phosphatidylethanolamine dan serin dan yang lain melakukan hal yang sama, tetapi menggunakan phosphatidylcholine sebagai substrat dasar.
Fitur
Phosphatidylserine ditemukan di semua jenis sel eukariotik; dan pada mamalia telah ditunjukkan bahwa, meskipun tidak sama melimpah di semua jaringan dan bukan salah satu fosfolipid yang ditemukan dalam proporsi tertinggi, itu penting untuk kelangsungan hidup sel.
Rantai asam lemak yang terkait dengan molekul fosfatidilserin dalam sel sistem saraf banyak vertebrata memainkan peran mendasar dalam fungsi sistem saraf .
Pada permukaan sel
Selain fungsi strukturalnya untuk pembentukan membran biologis, “redistribusi” fosfatidilserin menandai awal dari banyak proses fisiologis pada tingkat sel pada mamalia, sehingga dapat dikatakan bahwa ia terlibat dalam proses pensinyalan seluler yang berbeda.
Contoh dari proses ini adalah pembekuan darah, di mana fosfatidilserin ditranslokasikan ke monolayer luar membran plasma trombosit, yang berkontribusi pada akumulasi berbagai faktor koagulasi ke permukaan sel-sel ini.
Proses serupa terjadi selama pematangan sel sperma, tetapi lebih terlihat sebagai “penghilangan” distribusi asimetris fosfolipid ini (yang memperkaya permukaan bagian dalam membran plasma).
Peristiwa awal kematian sel terprogram (apoptosis) juga ditandai dengan paparan molekul fosfatidilserin ke permukaan sel, yang “menandai” sel apoptosis untuk dicerna oleh sel fagosit atau makrofag.
Di dalam sel
Fungsi intraseluler fosfatidilserin terkait erat dengan karakteristiknya yang sedikit kationik, karena melalui muatannya, ia dapat berasosiasi dengan berbagai protein perifer yang memiliki daerah bermuatan negatif.
Di antara protein ini, beberapa kinase dan GTPase dapat disorot, yang diaktifkan setelah mereka berasosiasi dengan fosfolipid yang bersangkutan.
Phosphatidylserine berpartisipasi dalam “penandaan” beberapa protein untuk mengarahkannya ke fagosom dalam jalur daur ulang atau degradasi dan juga dalam memodifikasi aktivitas katalitik yang lain.
Telah ditunjukkan bahwa pembentukan saluran ion tertentu bergantung pada asosiasi protein yang menyusunnya dengan fosfatidilserin.
Ini adalah sumber prekursor untuk sintesis fosfolipid lain, seperti phosphatidylethanolamine, yang dapat dibentuk dari dekarboksilasi phosphatidylserine (phosphatidylserine adalah prekursor phosphatidylethanolamine mitokondria).
Di mana letaknya?
Phosphatidylserine, seperti kebanyakan fosfolipid, ditemukan di hampir semua membran sel dan memperkaya membran sel jaringan saraf; dan, di mata, sangat banyak di retina.
Dalam sel di mana ia ditemukan, pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil, biasanya ditemukan di monolayer bagian dalam membran plasma dan di endosom, tetapi jarang di mitokondria.
Seperti yang dijelaskan pada tahun 1941, bersama dengan phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine adalah bagian dari zat yang dikenal sebagai cephalin di otak banyak mamalia.
Manfaat asupannya
Pentingnya fosfatidilserin dalam fungsi sistem saraf telah dipelajari secara ekstensif dan selama beberapa dekade telah dianggap bahwa asupannya mungkin bermanfaat bagi kesehatan sistem saraf pusat .
Beberapa penelitian telah menyimpulkan bahwa penambahan phosphatidylserine ke dalam makanan sebagai suplemen nutrisi dapat memiliki efek positif pada peningkatan memori , pembelajaran, konsentrasi dan penurunan suasana hati yang berkaitan dengan usia atau penuaan.
Diperkirakan untuk mencegah hilangnya memori dan aktivitas kognitif lainnya seperti penalaran, pemikiran abstrak, gangguan psikomotor, perubahan kepribadian dan perilaku, dan fungsi mental penting lainnya.
Dalam beberapa penelitian yang lebih spesifik pada pasien dengan masalah memori, asupan phosphatidylserine secara langsung berkontribusi pada pembelajaran nama dan wajah, mengingat nama dan wajah, dan pengenalan wajah.
Sumber alami fosfolipid ini adalah ikan. Namun, spesies yang secara teratur termasuk dalam suplemen nutrisi diperoleh dari korteks serebral sapi atau dari kedelai.
Kedua jenis fosfolipid memenuhi fungsi yang sama, tetapi berbeda dalam karakteristik asam lemak dari ekor apolarnya.
Juga telah disarankan bahwa fosfatidilserin terkait non-membran yang diambil sebagai suplemen (eksogen) dapat berkontribusi pada pertahanan seluler terhadap stres oksidatif.
Kontraindikasi
Studi pertama dan uji klinis yang dilakukan dengan fosfolipid ini sebagai suplemen nutrisi mengungkapkan bahwa pemberian intramuskularnya dapat menyebabkan iritasi dan “luka bakar”, dan pemberian intravenanya tidak diketahui memiliki efek samping.
Melalui pemberian oral tampaknya menjadi obat yang aman, tetapi, dalam dosis yang lebih tinggi dari 600 mg diberikan sebelum tidur, dapat menyebabkan insomnia. Namun, laporan menunjukkan bahwa itu aman dan efektif, terutama jika dikombinasikan dengan gaya hidup sehat, yang mencakup latihan fisik dan nutrisi yang baik.
Meskipun sejumlah besar penelitian telah menunjukkan bahwa konsumsi fosfolipid ini tidak menghasilkan perubahan berbahaya dalam biokimia darah, salah satu kontraindikasi yang mungkin terkait dengan transfer penyakit menular seperti ensefalopati spongiform karena konsumsi ekstrak otak yang terkontaminasi prion. .
Referensi
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biokimia (edisi ke-4). Boston, AS: Brooks / Cole. CENGAGE Belajar.
- Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). Pengaruh Fosfatidilserin Berasal Kedelai pada kognisi pada Penurunan Memori Terkait Usia. Ilmu Saraf Nutrisi , 4 , 121–134.
- Kidd, PM (1996). fosfatidilserin; Nutrisi Membran untuk Memori. Penilaian Klinis dan Mekanistik. Ulasan Pengobatan Alternatif , 1 (2), 70-84.
- Kingsley, M. (2006). Efek Suplementasi Phosphatidylserine pada Manusia yang Berolahraga, 36 (8), 657–669.
- Lucky, M. (2008). Biologi struktural membran: dengan dasar biokimia dan biofisika . Pers Universitas Cambridge.
- Segawa, K., & Nagata, S. (2015). Sinyal “Makan Aku” Apoptosis: Paparan Phosphatidylserine. Tren Biologi Sel , 1–12.
- Vance, JE (2008). Phosphatidylserine dan phosphatidylethanolamine dalam sel mamalia: dua aminofosfolipid yang terkait secara metabolik. Jurnal Penelitian Lipid , 49 (7), 1377–1387.
- Vance, JE, & Steenbergen, R. (2005). Metabolisme dan fungsi fosfatidilserin. Kemajuan dalam Penelitian Lipid , 44 , 207-234.
- Vance, JE, & Tasseva, G. (2013). Pembentukan dan fungsi phosphatidylserine dan phosphatidylethanolamine dalam sel mamalia. Biochimica et Biophysica Acta – Biologi Molekuler dan Sel Lipid , 1831 (3), 543–554.
