ホスファチジルエタノールアミンの構造、生合成および機能



の ホスファチジルエタノールアミン （ＰＥ）は原核生物の原形質膜に豊富に存在するグリセロリン脂質である。それどころか、真核細胞膜では、これは、ホスファチジルコリンに次いで、原形質膜の内側にある2番目に豊富なグリセロリン脂質である。.

ホスファチジルエタノールアミンが豊富にあるにもかかわらず、その存在量は細胞の種類だけでなく、コンパートメントおよび考慮される特定の細胞ライフサイクル時間にも依存します。.

生体膜は、細胞生物を定義する障壁です。それらは保護および単離機能を有するだけでなく、それらは最適機能のために疎水性環境を必要とするタンパク質の確立にとっても重要である。.

真核生物および原核生物の両方とも、主にグリセロリン脂質、およびより少ない程度ではあるがスフィンゴ脂質およびステロールからなる膜を有する。.

グリセロリン脂質は、様々な長さおよび飽和度の２つの脂肪酸によって位置ｓｎ − １およびｓｎ − ２でエステル化されているＬ−グリセロールの骨格上に構造化された両親媒性分子である。位置ｓｎ − ３のヒドロキシルでは、リン酸基がエステル化されており、それが今度は様々な種類のグリセロリン脂質を生じさせる異なる種類の分子と結合することができる。.

携帯の世界でグリセロリン脂質の様々ながある、しかし、最も豊富なホスファチジルコリン（PC）、ホスファチジルエタノールアミン（PE）、ホスファチジルセリン（PS）、ホスファチジルイノシトール（PI）、ホスファチジン酸（PA）、ホスファチジルグリセロール（PG）であり、カルジオリピン（CL）.

索引

  • 1つの構造
  • 2生合成
    • 2.1ケネディルート
    • 2.2 PSDパス
  • 3つの機能
  • 4参考文献

構造

実験全てグリセロリンに対して決定されたようにホスファチジルエタノールアミンの構造は1952年にベアらによって発見された、ホスファチジルエタノールアミンは、酸鎖とのsn-1位およびsn-2でグリセロールをエステル化分子を含みます16および20個の炭素原子の間の脂肪酸.

鎖はsn-2位に結合しながら、ヒドロキシルsn-1位でエステル化脂肪酸は、一般に、18個の炭素原子の長さで（二重結合）で飽和されていない、（より長いと1つ以上の不飽和であります二重結合）.

これらの鎖の飽和度は、膜の弾力性に寄与し、これは、二重層におけるタンパク質の挿入および隔離に大きな影響を及ぼす。.

ホスファチジルエタノールアミンは円錐形の幾何学的形状を有するので、非ラメラグリセロリン脂質と見なされる。この形態は、疎水性の「尾部」を構成する脂肪酸の鎖との関係で、小さいサイズのその極性基または「頭部」によって与えられる。.

ホスファチジルエタノールアミンの「頭部」または極性基は双性イオン性を有する、すなわちそれはあるpH条件下で正および負に荷電することができる基を有するということである。.

この機能により、大量のアミノ酸残基と水素結合を確立することができ、それらの電荷分布は多くの内在性膜タンパク質のドメインのトポロジーにとって不可欠な決定要素です。.

生合成

真核細胞では、構造脂質の合成は地理的に制限されており、生合成の主要部位である小胞体（ER）、そしてより少ない程度でゴルジ体である。.

ホスファチジルエタノールアミンの生産には、４つの独立した生合成経路がある。（１）ケネディ経路としても知られるＣＤＰ−エタノールアミン経路。 （２）ホスファチジルセリン（ＰＳ）の脱カルボキシル化のためのＰＳＤ経路。 （3）リゾPEのアシル化および（4）他のグリセロリン脂質の極性基の塩基交換反応.

ケネディルート

この経路によるホスファチジルエタノールアミンの生合成はＥＲに限定されており、そしてハムスター肝細胞ではそれが主な生産経路であることが示されている。それは3つの異なる酵素によって触媒される3つの連続した酵素的ステップからなる.

第一段階では、エタノールアミンのATP依存性リン酸化を触媒するエタノールアミンキナーゼの作用によって、ホスホエタノールアミンとADPが生成されます。.

植物とは異なり、哺乳動物も酵母もこの基質を生産することができないので、食事で消費されるか、または既存のホスファチジルエタノールアミンまたはスフィンゴシン分子の分解から得られる必要があります。.

ホスホエタノールアミンはCTP：ホスホエタノールアミンシチジルトランスフェラーゼ（ET）で使用され、高エネルギー化合物CDP：エタノールアミンと無機リン酸塩を形成します。.

1,2-ジアシルグリセロールエタノールアミンホス（ETP）、ホスファチジルエタノールアミン、その結果、膜に挿入分子エタノールアミン、ジアシルグリセロールに共有結合にCDPエタノールアミンに含まれるエネルギーを使用し.

PSDルート

この経路は原核生物においても酵母および哺乳動物においても作用する。細菌では原形質膜で起こるが、真核生物ではミトコンドリア膜と密接な関係がある小胞体の領域で起こる.

哺乳動物では、その経路は、その遺伝子が核によってコードされているミトコンドリア膜に埋め込まれている単一の酵素、ホスファチジルセリンデカルボキシラーゼ（ＰＳＤ１ｐ）によって触媒される。反応はホスファチジルエタノールアミンへのＰＳの脱カルボキシル化を含む。.

残りの二つの経路（リゾPEアシル化および交換カルシウム依存性極性基）は、小胞体内で発生するが、真核細胞におけるホスファチジルエタノールアミンの総生産に大きく寄与しません.

機能

グリセロリン脂質は、構造的機能、エネルギー貯蔵および細胞シグナル伝達を含む、細胞内に3つの主要機能を有する。.

ホスファチジルエタノールアミンは、複数の膜タンパク質の固定化、安定化、および折り畳み、ならびに多くの酵素の機能に必要な立体配座変化に関連しています.

実験的証拠は、収縮環の形成中に、終期の後期に重要なグリセロリン脂質としてホスファチジルエタノールアミンを示唆し、2個の娘細胞の膜の分割を可能fragmoplastoを確立します.

それはまた、小胞体およびゴルジ体の両方の膜の融合および分裂（結合および分離）の全ての過程において重要な機能を有する。.

大腸菌では、ホスファチジルエタノールアミンがラクトースパーミアーゼ酵素の正しい折り畳みおよび機能に必要であることが証明されているので、それは分子「シャペロン」の役割を有することが示唆されている。.

ホスファチジルエタノールアミンは、GPIアンカーなどの多数のタンパク質の翻訳後修飾に必要なエタノールアミン分子の主要な供与体です。.

このグリセロリン脂質は酵素活性を有する多数の分子の前駆体である。さらに、その代謝に由来する分子、ならびにジアシルグリセロール、ホスファチジン酸およびいくつかの脂肪酸は、セカンドメッセンジャーとして作用し得る。さらに、それはホスファチジルコリンの生産のための重要な基質です.

参考文献

  1. Brouwers、J。F. H。M.、Vernooij、E。A。M。、Tielens、A。G。、およびvan Golde、L。M。G（1999）。ホスファチジルエタノールアミン分子種の迅速分離と同定Journal of Lipid Research、40（1）、164-169。 jlr.orgから回収
  2. Calzada、E.、McCaffery、J. M.およびClaypool、S. M.（2018）。ミトコンドリア内膜で産生されるホスファチジルエタノールアミンは酵母チトクロームbc 1複合体機能に必須である3。BioRxiv、1、46. 
  3. Calzada、E.、Onguka、O.＆Claypool、S. M.（2016）。健康と病気におけるホスファチジルエタノールアミン代謝細胞と分子生物学の国際レビュー（Vol。321）。エルゼビア商品. 
  4. Gibellini、F.、＆Smith、T.K.（2010）。ケネディ経路ホスファチジルエタノールアミンとホスファチジルコリンのde novo合成IUBMB Life、62（6）、414-428. 
  5. Harayama、T.、＆Riezman、H.（2018）。膜脂質組成の多様性を理解するNature Reviews Molecular Cell Biology、19（5）、281-296. 
  6. Luckey、M。（2008）。膜構造生物学生化学的および生物物理学的基礎を用いてCambrudge University Press。 cambrudge.orgから取得
  7. Seddon、J。M.、Cevc、G。、Kaye、R。D.、およびMarsh、D。（1984）。水和ジアシル - およびジアルキルホスファチジルエタノールアミンの多形のX線回折研究Biochemistry、23（12）、2634-2644. 
  8. Sendecki、A.M.、Poyton、M.F.、Baxter、A.J.、Yang、T.、＆Cremer、P. S.（2017）。主成分としてホスファチジルエタノールアミンを有する担持脂質二重層Langmuir、33（46）、13423-13429. 
  9. van Meer、G.、Voelker、D. R.＆Feignenson、G. W.（2008）。膜脂質：それらはどこにありそしてそれらはどのように挙動するかネイチャーレビュー、9、112-124.
  10. Vance、J. E.（2003）。ホスファチジルセリンおよびホスファチジルエタノールアミン代謝の分子生物学および細胞生物学K. Moldave（編）、Progress Nucleic Acid ResearchおよびMolecular Biology（pp。69-111）に記載されています。学術プレス.
  11. Vance、J. E.（2008）。ほ乳類細胞におけるホスファチジルセリンとホスファチジルエタノールアミン代謝的に関連した2種のアミノりん脂質Journal of Lipid Research、49（7）、1377-1387.
  12. Ｅ．、＆Ｔａｓｓｅｖａ、Ｇ．（２０１３）。ほ乳類細胞におけるホスファチジルセリンとホスファチジルエタノールアミンの形成と機能Biochimica et Biophysica Acta - 脂質の分子生物学および細胞生物学、1831（3）、543-554. 
  13. Watkins、S. M.、Zhu、X。＆Zeisel、S. H.（2003）。マウスにおけるホスファチジルエタノールアミン‐N‐メチルトランスフェラーゼ活性と食餌性コリンは肝臓 - 血しょう脂質流動と必須脂肪酸代謝を調節するThe Journal of Nutrition、133（11）、3386-3391.