ные биологические функции; они используются как топливо при окислении, как экономичная форма запасания энергии, а также как ком?н

iCH?OH

носн2он но с—н

зСНгОР032

I

СН?ОР032

Рис. 10,4, Абсолютная конфигурация глицерол-3-фосфата в мембранных липидах. А-М и ОН, присоединенные к С-2, находятся впереди плоскости рисунка, тогда как С-1 и С-3- позади нее. Б - изображение той же структуры по Фишеру; в этом случае горизонтальные линии связей соответствуют связям, выступающим из плоскости рисунка вперед, а вертикальные линии-связям, расположенным позади плоскости рисунка.

Фосфат |— Спирт

Компоненты фосфоацилглицероле

Начнем с фосфолипидов, поскольку это количественно превалирующий класс мембранных липидов. Фосфолипиды являются производным либо трехатомного спирта глицерола, либо более сложного спирта сфингозина. Фосфолипиды - производные глицерола называются фосфоацилглицеро-лами. Фосфоацилглицерол состоит из глицерола (основа структуры), двух цепей жирных кислот и фосфорилиро ванн ого спирта.

Цепи жирных кислот в фосфолипидах и гликолипидах содержат обычно четное число углеродных атомов-как правило, от 14 до 24, но чаще всего 16 или 18. У животных жирные кислоты имеют неразвет-вленные углеводородные цепи. Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. Двойные связи в ненасыщенных жирных кислотах почти всегда имеют цис-конфигурацию. Как будет показано далее, от длины и степени ненасыщенности жирно-кислотных цепей в сильнейшей степени зависит текучесть мембран. На рис. 10.3 показана структура ионизированных форм двух широко распространенных жирных кислот-пальмитиновой (С 16,насыщенная жирная кислота) и олеиновой (С18, одна двойная связь). Мы будем называть их в дальнейшем пальмитат и олеат, подчеркивая тот факт, что в физиологических условиях они нахоI

H

нннннннннннннн

I I I I I I I I I I I I I I .

\

Н

HHHHHHHHHHHH Пальмитат

(иоииэиромниая форма пальмитиновой кислоты)

HUC—с—с—с—с—с— с— с— с—с— с— с—с—с—с—с

I

н н н н н н н

Omit

(ионизированная форма оламновой кислоты)

У г лево дородные -цепи жирных кислот —

дятся в ионизированном состоянии. Номенклатура жирных кислот приводится в гл. 18.

В фосфоацилглицеролах гидроксильные группы при С-1 и С-2 в глицероле этерифи-цированы карбоксильными группами двух жирных кислот. Третий гидроксил глицеро-ла этерифицирован фосфорной кислотой. Образующееся в результате соединение, наNH +

I

но—сн2—с—соо-н

СерииСН2—NH3^

Этаноламин

НО—СН2—СН2—N(CH3)

Холин

зываемое фосфатидатом (или диацилглице-рол-3-фосфатом), представляет собой простейший фосфоацилглицерол. В мембранах фосфатидат содержится в минимальном количестве. Однако это соединение является ключевым промежуточным продуктом при биосинтезе других фосфоацилглицеролов.

Все основные фосфоацилглицеролы являются производными фосфатидата. Они образуются путем этерификации фосфатной группы фосфатидата с гидроксильной группой спиртов, таких, как серии, этаноламин, холин, глицерол и инозитол.

Соединив теперь между собой некоторые из этих компонентов, мы получим фосфати-дилхолин - фосфоацилглицерол, присутствующий практически в любой мембране высших организмов.

О

Н3С -(CH2h4- с—о—сн

Н,С- (СН2ь- С=С—(СН217- с—о—с—н н н

о

о

н,с—О— Р—О—СН2—СН2—N—сн,

чсн,.

I

6

Фосфатидилхолии (1-пальиитоил-2юлеоилфосфатидилхолин)

Остаток жирной кислоты

Сфи

На рис. 10.5 приведены структурные формулы других важнейших фосфоацилглице-ролов, а именно фосфатидилэтаноламина, фосфатидилсерина, фосфатидилхолина, фос-фатидилинозитола и дифосфатидилглицеро-ла.

Н Н

Н I I

Н3С-(СН2)12-С=С-С-С-СН20Н

н I I ОН NH3+

Сфингоэии

Единственный фосфолипид мембран, не являющийся производным глицерола,-это сфингомиелин.

Основу его структуры составляет сфин-гозин -аминоспирт с длинной ненасыщенной углеводородной цепью. В сфингомиели-не сфингозин связан с жирной кислотой амидной связью. Кроме того, первичная ги-дроксильная группа в сфингозине этерифи0

н

R—С—О—СН2

0

IIрI

оIо—сн,—сR'—С—О—СН

NH3+

II I

соо

О Н2С—оцирована с фосфорилхолином. Как мы увидим далее, сфингомиелин по конформации сходен с фосфатидилхолином.

10.3. В большинстве мембран имеются также гликолипиды и холестерол

Гликолипиды, как следует из названия-это липиды, содержащие сахар. Гликолипиды животных клеток, подобно сфингомиелину, являются производными сфингозина. Аминогруппа сфингозина, как и в сфингомиели-не, ацилирована жирной кислотой. Отличие гликолипидов от сфингомиелина заключается в природе компонента, присоединенного к первичному гидроксилу сфингозино-вого скелета. В гликолипидах в этом положении стоит один или несколько остатков сахара (а не фосфорилхолин). Простейший гликолипид-это цереброзид, содержащий только один остаток сахара (глюкозу

0

II

R—С—0—СН2

I

R—С—О—СН 0

II I II

О

О Н2С—0—Р—О—СН2—СН2— NH3+

О

Фосфатидилсерин

Фосфа

Н2С—О—С—R

0СН,

II

R—С—0R'—С—О—СН

II I

о Н2С—оСН2—СН2—N(CH3)3

ОН ОН О НС—О—С—R