(完整版)磷脂代谢与疾病研究
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目录
第一章磷脂代谢 (3)
第一节磷脂的分类、分布和性质 (3)
一、甘油磷脂类 (5)
二、神经磷脂类(SM) (9)
三、磷脂的分布 (10)
第二节磷脂的合成 (10)
一、甘油磷脂的合成 (10)
二、神经磷脂的合成(鞘磷脂的合成) (13)
第三节磷脂的分解 (14)
一、甘油磷脂的降解 (15)
二、神经鞘磷脂的降解 (15)
第四节磷脂分子的重组与更新 (16)
第二章磷脂的生物学作用 (17)
第一节生物膜脂质组成与结构 (17)
一、膜脂质双层结构 (17)
二、膜脂质的流动性 (17)
三、脂质双层中磷脂的运动 (17)
第二节磷脂与膜酶的相互作用 (17)
第三节心磷脂与线粒体 (18)
一、线粒体结构与功能 (18)
二、CL与其分布 (18)
三、CL与线粒体内膜的流动性 (18)
四、CL与线粒体内膜蛋白的相互作用 (18)
第四节、肌醇脂质信使系统 (18)
一、肌醇磷脂与肌醇磷脂酸 (18)
二、肌醇磷脂循环 (19)
三、肌醇脂质信使系统 (20)
四、肌醇磷脂与血小板活化 (20)
五、肌醇磷脂与中性粒细胞的氧化爆发 (20)
六、肌醇磷脂与细胞增殖及癌变 (20)
第三章磷脂与疾病 (21)
第一节红细胞磷脂含量及其测定方法 (21)
一、脂质的萃取方法:、 (21)
二、总脂质的比色测定法:微量和半微量法。
(21)
三.总磷脂的测定方法: (21)
四、磷脂组成薄层色谱分析 (21)
第二节冠心病(冠状动脉粥样硬化性心脏病) (21)
一、冠心病人细胞膜的改变 (21)
二、磷脂防治动脉粥样硬化的作用 (21)
三、控制磷脂代谢对心肌细胞膜的影响 (21)
第三节肺泡表面活性物质缺乏病 (21)
一、肺表面活性物质缺乏病 (22)
二、影响肺表面活性物质分泌的因素 (22)
三、肺表面活性物质替代疗法 (22)
第四节磷脂酶A与急性胰腺炎 (23)
一、磷脂酶A性质 (23)
二、PLA2与胰腺炎的关系 (23)
三、PLA2与胰腺炎时多发脏器衰竭的关系 (23)
四、PLA2抑制剂 (23)
五、PLA2测定方法 (23)
第五节大骨节病 (23)
第六节克山病 (23)
第七节血栓形成 (23)
一、血小板在血栓形成中的作用 (23)
二、RBC膜与血栓形成的关系 (24)
第八节磷脂与皮肤病 (24)
一、伤口愈合中磷脂的作用 (24)
二、磷脂对毛发生长的作用 (24)
三、磷脂对几种皮肤病的作用 (24)
四、磷脂抗衰老 (24)
第九节胆结石 (24)
第十节肝脏病 (24)
一、肝脏疾病磷脂的构成改变 (24)
二、磷脂对肝硬化的防治 (24)
第十一节糖尿病 (24)
一、糖尿病人RBC膜组分的改变 (24)
二、磷脂在糖尿病中的应用 (24)
第十二节神经系统疾病 (24)
一、磷脂对神经组织的作用 (24)
二、磷脂对老年性痴呆的作用 (24)
三、磷脂对其它神经系统疾病的作用 (24)
第十三节血液疾病 (24)
第十四节碘缺乏病 (24)
第四章磷脂的过氧化及抗氧化体系 (26)
第一节脂质过氧化作用(LPO) (26)
一、脂质过氧化的产生 (26)
二、自由基的概念、种类、产生与清除 (26)
三、脂质过氧化对细胞的损伤 (26)
四、脂质过氧化与衰老 (27)
第二节机体的抗脂质过氧化系统 (27)
一、SOD的种类和分布 (27)
二、SOD的开发 (27)
三、SOD的临床应用 (27)
四、SOD与衰老 (28)
五、SOD分析方法 (28)
第五章大豆磷脂的制备与应用 (29)
第五章、蛋白质的定量测定 (30)
第一章磷脂代谢
磷脂是生物膜的重要组分,作为膜的结构和功能单位,膜磷脂以其规律的结构保证细胞的正常形态和功能,如生长、繁殖、细胞识别与消除、细胞间信息传递、细胞防御、能量转换等功能,影响血液粘滞性、血液凝固和红细胞形态,参与脂蛋白的组成.磷脂是膜上的各种脂类依赖性酶类起催化作用不可缺少的物质.
衰老及多种疾病的发生与膜磷脂构成改变有关。
补充磷脂在抗衰老、防止动脉硬化、调节血糖、防治肝硬化、皮肤病、血液病、神经功能调节及智力开发等领域均有作用.
第一节磷脂的分类、分布和性质
鞘脂(sphingolipids):含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。
由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂(phosphoglyceride);由鞘氨醇构成的磷脂,称为鞘磷脂(sphingolipid).
磷脂结构特点是:具有由磷酸相连的取代基团(含氮碱或醇类)构成的亲水头(hydrophilic head)和由脂肪酸链构成的疏水尾(hydrophobic tail)。
在生物膜中磷脂的亲水头部位于膜表面,而疏水尾位于膜内侧。
因甘油磷脂有极性头(—0H与P 形成脂键)、非极性尾(CH长链),故这类化合物是两性脂类。
一、甘油磷脂类
甘油磷脂类包括甘油骨架、两个脂肪酸及磷酸化的醇. R1、R2代表脂肪酸,X表示胆碱、胆胺及丝氨酸、肌醇和甘油等。
结构式如下:
甘油磷脂类包括:
1.磷脂酰胆碱(PC):又名为卵磷脂
2.磷脂酰乙醇胺(PE):又名为脑磷脂
3。
磷脂酰丝氨酸(PS)
4。
磷脂酰肌醇(PI):
5。
磷脂酰甘油(PG)
6。
二磷脂酰甘油(DPG):心磷脂(CL)
7。
溶血磷脂
8.缩醛磷脂
9.血小板活化因子
(一)磷脂酰胆碱(PC)PC是白色蜡状物质,极易吸水,其不饱和脂肪酸能很快被氧化.人体组织、脏器中都含有相当多的PC,在脑、肾上腺、红细胞和精液中含量尤其丰富.卵黄中高达8~10%。
PC中的胆碱是季胺,碱性极强,可与氢氧化钠相比。
在生物界分布广泛,在肝脏中,胆碱能通过合成PC 来调节脂肪代谢;在神经组织中,胆碱参与合成的乙酰胆碱是一种神经递质,与神经兴奋的传导有关;在甲基转换中胆碱可提供甲基.
(二)磷脂酰乙醇胺(PE)
是动植物中含量最为丰富的磷脂,与血液凝固有关,可能是凝血酶激活酶的辅基。
PE中X= CH2—CH2—NH3
(三)磷脂酰丝氨酸(PS)
又称丝氨酸磷脂。
其基本结构与PC、PE相似,只是磷酸基团与丝氨酸的羟基以酯键相连。
(四)磷脂酰肌醇(PI)
肌醇:六碳环状糖醇.PI常与PE等混合在一起,心肌及肝中多是磷脂酰肌醇一磷酸,而脑中多为磷脂酰肌醇二、三磷酸.
肌醇(环己六醇)
结构式:
(C6H12O6=180。
16)
(五)磷脂酰甘油(PG)
其中极性基团是一个甘油分子。
结构式中X=CH2—CHOH—CH2OH细菌的细胞膜中常含有PG的氨基酸衍生物(特别是L—赖氨酸).赖氨酸与甘油的第三个羟基以酯键相连,这种含氨基酸的脂称为脂氨酸.
(六)二磷脂酰甘油(DPG)
又称心磷脂(cardiolipin)(CL),是由甘油的C1和C3与两分子磷脂酸结合而成。
心磷脂是线粒体内膜和细菌膜的重要成分,而且是唯一具有抗原性的磷脂分子。
CL共有3个分子甘油,2个P基团,4个脂肪酸基团。
(七)溶血磷脂
是甘油磷脂失去一个脂肪酸后的产物.
它是一个表面活性物质,能够使红细胞溶解;对进入肠道食物中的脂质,它又是一个乳化剂。
溶血磷脂分为
溶血磷脂酰胆碱(LPC)
溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)
溶血磷脂酰丝氨酸(LPS)
溶血磷脂酰肌醇(LPI)等
(八)缩醛磷脂
又称浆磷脂,与一般甘油磷脂的差别是: 甘油1位碳上是一个脂烯醚,脂烯醚的水解产物是脂肪醛,脂肪醛与甘油缩合称缩醛反应,其产物失水成脂烯醚,含有脂烯醚的磷脂称为缩醛磷脂。
缩醛磷脂在心脏和红细胞膜中含量较多,从红细胞膜中可分离出19种缩醛磷脂.在组织化学中,由于缩醛磷脂能游离出脂肪醛,因而可用无色品红显色.
缩醛磷脂酰乙醇胺(EP)
缩醛磷脂酰丝氨酸(SP)
(九)血小板活化因子
血小板活化因子与缩醛磷脂的不同在于甘油1位碳是饱和长链醇,第2位的脂酰基为最简单的乙酰基。
(十)甘油磷脂的性质
1、溶解度:甘油磷脂溶于含有少量水的多数非极性溶剂中。
用氯仿/甲醇很容易将组织和细胞中的甘油磷脂萃取出来.甘油磷脂不溶于丙酮,根据这个特点可用丙酮把磷脂中的其它脂类溶解除掉。
磷脂能与氯化镉结合,生成不溶于乙醇的复盐,PE的氯化镉复盐不溶于乙醚,而PC与SM的氯化镉复盐能溶于乙醚.根据复盐溶解度的差别,可以进一步纯化磷脂,也是鉴定磷脂的定性方法。
脂溶性的磷脂在水中扩散成胶体,具有乳化性质。
磷脂的溶解性质
磷脂种
类
乙醚乙醇丙酮
磷脂酰
胆碱
溶溶不溶
磷脂酰
乙醇胺
溶不溶不溶
神经磷脂不溶溶于热
乙醇
不溶
2、电荷和极性
甘油磷脂在pH=7时,磷酸基团带的是负电荷,而PC、PE的极性头部带正电荷,因此这两种化合物本身是既带正电荷又带负电荷的兼性离子。
3、氧化性质:
纯的甘油磷脂是白色蜡状固体,与空气接触迅速变成黄色,久成褐色.甘油中脂肪酸有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
分子中50%是不饱和脂肪酸,一般在甘油1位碳上为饱和脂肪酸,2位上为不饱和脂肪酸.PC与空气接触后颜色的变化,是由于不饱和脂肪酸被氧化,形成过氧化物,进一步形成褐色过氧化物的聚合物所致.
二、神经磷脂类(SM)
神经磷脂又称鞘磷脂,是神经组织各种膜的主要结构脂类之一.神经磷脂的基本结构是以神经氨基醇(鞘氨醇)为核心取代甘油磷脂类的甘油核心。
神经氨基醇是一系列碳链长度不同的不饱和氨基醇,最常见的神经氨基醇含有18个碳原子,在磷脂中常以酰胺即神经酰胺形式存在。
神经磷脂的极性头是磷酰乙醇胺或磷酰胆碱。
三、磷脂的分布
脑组织磷脂含量最多,其中70%为PC、PE,肝含量为脑中的一半,脾含磷脂为8%。
骨髓中几乎没有。
患贫血病时,磷脂和游离脂肪酸及固醇量增加.动物骨髓中磷脂随增龄而减少。
性腺内磷脂含量与分泌机能有关。
卵巢黄体中含磷脂较多,睾丸的磷脂分布在间质细胞和生精细胞中。
皮肤粘膜的磷脂含量以表皮基层最多,向浅层逐渐减少,表皮磷脂含量为1。
9%.肌肉磷脂含量以心肌最高,骨骼肌磷脂含量与其机能有关.
第二节磷脂的合成
合成全过程可分为三个阶段,即原料来源、活化和甘油磷脂生成.甘油磷脂的合成在细胞质滑面内质网上进行,通过高尔基体加工,最后可被组织生物膜利用或成为脂蛋白分泌出细胞.机体各种组织( 除成熟红细胞外)即可以进行磷脂合成。
一、甘油磷脂的合成
1. 合成部位
全身各组织细胞内质网,肝、肾、肠等组织最活跃。
2. 合成原料及辅因子
脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP
3。
原料来源
原料为磷脂酸与取代基团。
磷脂酸可由糖和脂转变生成的甘油和脂肪酸生成(详见甘油三酯合成代谢),但其甘油C2位上的脂肪酸多为必需脂肪酸,需食物供给。
取代基团中胆碱和乙醇胺可由丝氨酸在体内转变生成或食物供给。
丝氨酸—--——-——-→乙醇胺—--—-——--→胆碱
4。
活化
磷脂酸和取代基团(胆碱、胆胺等)在反应之前,两者首先被CTP活化(被CDP携带);胆碱与乙醇胺可生成CDP—胆碱和CDP-乙醇胺,磷脂酸可生成CDP-甘油二酯。
5.甘油磷脂生成
(1)磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺
这两种磷脂生成是由活化的CDP—胆碱与CDP—乙醇胺和甘油二酯生成。
此外PE在肝脏还可与硫腺苷蛋氨酸(SAM提供甲基)结合转变为PC.
(2)磷脂酰丝氨酸
体内PS合成是通过Ca++激活的酰基交换反应生成,由PE与丝氨酸反应生成磷脂酰丝氨酸和乙醇胺。
磷脂酰乙醇胺+丝氨酸→磷脂酰丝氨酸+乙醇胺
(3)磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和心磷脂
上述三者生成是由活化的CDP-甘油二酯与相应取代基团反应生成.
甘油二酯合成途径
甘油磷脂合成还有其他方式,如
➢磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从S-腺苷甲硫氨酸获得甲基生成.
➢磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成.
6、缩醛磷脂与血小板活化因子的合成
合成过程与磷脂合成过程类似。
不同之处在于由磷酸二羟丙酮转变生成脂酰磷酸二羟丙酮后,由一分子长链脂肪醇取代其第一位脂酰基,再经还原(由NADPH供H)、转酰基等步骤合成磷脂酸的衍生物(而不是磷脂酸)。
此产物替代磷脂酸为起始物,沿甘油三酯途径合成胆碱或乙醇胺缩醛磷脂。
血小板活化因子与缩醛磷脂的不同在于长链脂肪醇是饱和长链醇,第2位的脂酰基为最简单的乙酰基。
二、神经磷脂的合成
神经磷脂大量存在于脑与神经组织,是神经髓鞘的主要成分.神经磷脂是构成生物膜的重要磷脂,常与PC 并存细胞膜的外侧.神经髓鞘含脂类甚多,占干重的97%,其中PC占11%,SM占5%;人红细胞膜磷脂中约20%~30%为SM.
以脂酰CoA和丝氨酸为原料,消耗NADPH生成二氢鞘氨醇,进而经脂肪酰转移酶作用生成神经酰胺。
二、鞘磷脂的合成
1。
鞘氨醇的合成
部位:全身各细胞内质网,脑组织最活跃
原料:软脂酰CoA、丝氨酸、磷酸吡哆醛NADPH+H+及FADH2
2。
鞘脂的合成
第三节磷脂的分解
生物体内存在能使磷脂水解的多种磷脂酶。
如磷脂酶A1、A2、B1、B2、C、D及溶血磷脂酶、神经磷脂酶等。
各磷脂酶的作用部位如下图:
磷脂酶A1:自然界分布广泛,主要存在于细胞的溶酶体内,此外蛇毒及某些微生物中亦有,可有催化甘油磷脂的第1位酯键断裂,产物为脂肪酸和溶血磷脂2。
磷脂酶A2:普遍存在于动物各组织细胞膜及线粒体膜,能使甘油磷脂分子中第2位酯键水解,产物为溶血磷脂1及脂肪酸。
Ca2+是此酶的激活剂.胰腺组织含有磷脂酶A2原和溶血磷脂酶。
磷脂酶C:存在于细胞膜及某些细胞中,特异水解甘油磷脂分子中第3位磷酸酯键,其结果是释放磷酸胆碱或磷酸乙醇胺,并余下分子中的其他组分.
磷脂酶D:主要存在于植物,动物脑组织中亦有,催化磷脂分子中磷酸与取代基团(如胆碱)间的酯键,释放出取代基团。
一、甘油磷脂的降解
磷脂酶(phospholipase ,PLA)
溶血磷脂是一类具有较强表面活性的性质,能使红细胞及其他细胞膜破裂,引起溶血或细胞坏死。
当经磷脂酶B作用脱去脂肪酸后,转变成甘油磷酸胆碱或甘油磷酸乙醇胺,即失去溶解细胞膜的作用.
鞘磷脂经神经磷脂酶作用,水解产生磷酸胆碱和神经酰胺。
脑、肝、脾肾等细胞的溶酶体中含有此酶,如缺乏此酶可引起肝、脾肿大及神经障碍如痴呆等鞘磷脂沉积症。
二、神经鞘磷脂的降解
脑、肝、肾、脾等细胞溶酶体中的神经鞘磷脂酶(属于PLC类)
说明:
1、磷脂酶存在部位:溶于胞浆或整合于膜系统上.
2、膜内的磷脂酶不能使膜内的磷脂水解,而能水解胞内的磷脂.
3、胞浆内的磷脂酶却能分解结合于膜上的磷脂.
4、食物中的磷脂被消化液中各种磷脂酶水解后吸收。
肠粘膜内有催化溶血磷脂分解或再酯化
的酶。
保护细胞膜。
第四节磷脂分子的重组与更新
在磷脂酶A1、A2及酰基转移酶的作用下,组织中的甘油磷脂可以不断的进行脱酰基与再酰化,使分子中的酯酰基得以随时变换。
使人体各组织迅速调整各种磷脂的含量和比例,以适应环境和生理情况的变化.
膜系上的磷脂还可以整个分子交换的方式进行更新,但不是主要方式。
各种组织的细胞膜磷脂可与血浆或组织间液中的磷脂进行交换,而细胞内的膜系如核膜、线粒体膜及内质网膜的磷脂,也能与血浆或组织间液中的磷脂进行交换.细胞内各种膜的磷脂还可以进行膜间的交换。
通常内质网膜的磷脂交换较快,线粒体膜的磷脂交换较慢;PC交换快,PE交换慢。
线粒体的DPG基本上不进行交换。
乙炔雌二醇能加速人红细胞中脂肪酸的更新,主要是能激活红细胞中PE酰基转移酶的活性。
在非红细胞系统中,雌激素能够调节PC的活性。
在红细胞中存在内源性磷脂酶,该酶催化内源性磷脂释放出游离脂肪酸和溶血磷脂。
游离脂肪酸返回到血浆中,而溶血磷脂可在原位立即被再酰化,或被磷脂酶B水解。
人红细胞中约60~70%的PC和不到30%的神经磷脂,及少量的PE与血浆的同系物自由交换,但PS不能交换。
总之,成熟红细胞膜中磷脂的更新主要靠两条途径:磷脂的整分子交换和脂肪酸往磷脂的掺入。
前者主要更新红细胞膜外单层的磷脂,尤其是多不饱和酰磷脂;后者主要更新红细胞膜内单层的磷脂,尤其是二饱和酰磷脂。
第二章磷脂的生物学作用
第一节生物膜脂质组成与结构
细胞膜又称质膜.质膜、细胞器膜和核膜统称为生物膜。
膜厚约75~100Å,生物膜不仅是细胞的外被,还是生命三要素(生物能量交换、生物物质交换、生物信息的形成)不可缺少的结构。
一、膜脂质双层结构
1925年提出膜是由磷脂分子组成的双分子层,极性头排在外,疏水尾在内. 细胞膜质成分:磷脂、糖脂、胆固醇.外层主要是PC和SM。
内层多为PE和PS,这表现膜质分布的不对称性.PE、PS有促血凝作用,一旦翻转于外部则可促凝血。
与细胞识别有关的糖脂全部分布于外层,有利于提高细胞对外敏感性。
磷脂在脂双层两侧分布的不对称性与其生理功能有关。
如膜的流动性、通透性对酶活性的支持等,甚至细胞膜的柔韧性都是由磷脂双层的组分不同来决定的.
二、膜脂质的流动性
膜的流动性是指膜内部脂类和蛋白质两类分子的运动性。
在生理状态下,细胞膜既不是固态也不是液态而是液晶态。
它们即有液态分子的流动性,又有固态分子的有序排列。
当温度降到某一点时,膜可由液晶转为晶态;当温度升高时晶态再熔为液晶态,这种变化叫相变。
引起相变的这个温度叫相变温度。
影响脂质流动性的因素:
磷脂所含脂肪酸不同,膜流动性不同。
含不饱和脂肪酸多相变温度低;脂肪酸链越短相变温度越低。
相变温度高膜流动性小。
当有钙离子、镁离子存在时,相变温度升高。
胆固醇可降低饱和磷脂的相变温度,而增高不饱和磷脂的相变温度,故认为胆固醇在膜内有双向调节膜流动性的作用。
生物膜的流动性使膜中蛋白质的适应功能发生变化,从而改变其分布与构型,这成为维持细胞功能的重要条件。
细胞吞噬与胞饮作用,神经突触释放递质以及细胞分裂与融合等都与膜流动性有关。
细胞膜的Na+-K+-ATP 酶需膜磷脂处于流动相时,才表现出充分的活性,可见膜的流动性与膜酶的活性密切相关。
生物膜的流动性是膜生物学功能所必须的。
三、脂质双层中磷脂的运动
膜脂分子的运动在相变温度以上的情况下(在液态时),膜脂的运动可归纳为:
1、横向扩散运动:沿膜平面横向移动交换位置。
2、旋转运动:膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。
3、摆动运动:膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。
4、伸缩振荡运动:膜脂的脂肪酸链沿与膜平面垂直的长轴伸缩振荡。
5、脂肪酸链的旋转异构运动:膜脂分子中脂肪酸的C-H链做旋转运动。
6、翻转运动:膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层的运动,速度慢,极少发生.
第二节磷脂与膜酶的相互作用
膜上整合酶的活性与磷脂关系密切。
若用有机溶剂除去磷脂(用特异磷脂酶破坏磷脂)可使此类酶活性下降或完全丧失.
膜磷脂与膜酶的相互作用有以下一些特点:
1、大多数能被磷脂激活的酶在天然状态下是膜酶,但并不是所有膜酶都需要磷脂来激活。
2、一个酶去磷脂后用不同的磷脂来重激活,激活程度不同,激活所需的磷脂最适浓度也不同,酶对磷脂表现出高度的专一性。
如:β -羟丁酸脱氢酶对PC高度专一,而NADH脱氢酶主要与DPG结合。
3、同一生物膜上不同的酶对磷脂有不同的专一性,如牛心线粒体膜上的细胞色素氧化酶由DPG来激活,而琥珀酸脱氢酶由磷脂激活.
4、膜中的脂质与膜酶蛋白的相互作用是非共价相互作用(可逆)。
5、磷脂激活酶的活化能一般为20~40千卡/克分子,比一般水溶性酶(10~20千卡/克分子)大。
6、磷脂对激活酶的作用在于:
⑴调节酶与底物、抑制剂、辅助因子的结合。
⑵调节膜蛋白质的变构。
⑶改变膜酶的活化能。
⑷增加膜蛋白质的稳定性。
⑸调节膜蛋白之间的相互作用.
⑹磷脂在蛋白质(酶)的远距离相互作用中起作用(媒介作用)。
第三节心磷脂与线粒体
每一种生物膜都有其特殊的磷脂成分谱.除了以酶作为一种生物膜的标志外,某些磷脂也可作为特定生物膜的表征.如:DPG是构成线粒体内膜的重要磷脂之一,它和内膜功能有十分密切的关系。
故DPG又名心磷脂(CL)。
一、线粒体结构与功能
各种细胞都有线粒体,它易通过差速离心分离得到纯品,所以较其他膜(除RBC膜外)研究广泛、深入.线
10均有密切关系.用磷脂酶处理上述酶则酶失活,添加磷脂与CoQ10可重新激活,单用CoQ10不足以完全激活.
二、CL与其分布
CL主要分布在线粒体,是构成线粒体的主要磷脂,占总磷脂的20%,此外其它膜中含少量CL。
线粒体内膜CL占25%,外膜3%,CL是线粒体内膜的特征性磷脂.线粒体膜的CL中约90%是不饱和脂肪酸,其中亚油酸占59%。
三、CL与线粒体内膜的流动性
磷脂中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值越高,膜的流动性越大。
CL能使线粒体内膜的流动性增大。
四、CL与线粒体内膜蛋白的相互作用
在线粒体内膜上细胞色素氧化酶的周围的单层“界面脂”是由CL、PC和PE等组成的.去磷脂后细胞色素氧化酶的活性消失,补充PC仅恢复5~10%活性,再加入CL则活性全部恢复。
第四节、肌醇脂质信使系统
肌醇脂质在细胞跨膜信号传递中起重要作用,这是受体学说的新突破。
这一系统是环核苷酸以外的新的信使系统。
多种激动剂包括激素、神经递质、生长因子等
是通过肌醇脂质信使系统发挥作用的。
一、肌醇磷脂与肌醇磷脂酸
肌醇脂质包括:肌醇磷脂与肌醇磷酸脂。
磷脂代谢与疾病及其研究方法
1、PI主要存在于细胞质膜的内侧,约占总磷脂的5~10%,部分存在于内质网。
在肝和心肌中多含PI,而脑中神经元和胶质细胞膜上为多磷酸肌醇磷脂。
2、肌醇磷酸酯主要存在于细胞质中,且含量极少.肌醇磷酸酯溶于水,具有旋光性和红外吸收性,常用阴离子交换树脂柱层析法,高压电泳法或高效液相色谱法等分离。
二、肌醇磷脂循环
包括肌醇磷脂的合成、分解及第二信使的产生和降解。
磷脂酰肌醇合成后磷酸化生成磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2),后者在磷脂酶C作用下水解为甘油二酯(DG)和肌醇三磷酸(IP3),DG和IP3经一系列反应再合成PI,以上形成的循环称为肌醇磷脂循环。
1、PI 的合成
2、PI的磷酸化和脱磷酸
3、磷脂酶C催化肌醇磷脂水解
4、肌醇磷酸酯的降解
5、DG的降解途径
DG是细胞内的第二信使,在胞质中磷脂酶A2作用下,第二C位上的花生四烯酸释放,用于前列腺素、白三烯、血栓素的合成。
DG和IP3是第二信使,它们的产生依赖于肌醇磷脂循环,故此循环在肌醇脂质信使系统的信号传递中起重要作用。
有人发现Li+抑制肌醇磷脂的循环,从而解释Li+(碳酸锂)的抗精神病作用机理.
三、肌醇脂质信使系统
多种激素作用于靶细胞膜上特异的受体后,通过特定的G蛋白激活对磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C,后者作用于PIP2,使之产生IP3和DG。
IP3可使细胞内钙离子浓度升高;DG在细胞膜上激活蛋白激酶C(PKC),使靶蛋白磷酸化而产生效应.如腺体分泌,肌肉的收缩血小板聚集,中性粒细胞活化及细胞生长、代谢、分化和肿瘤的生长等效应。
IP3也能促进细胞内钙池释放Ca2+,也有重要的生理意义。
1、IP3的第二信使作用
IP3与钙通道上的受体结合,将钙离子储存库中的钙离子释放到细胞质.IP2进一步代谢为IP4(肌醇-1,3,4,5-四磷酸),它作用于细胞膜,引起细胞外的钙离子流入细胞内,使得钙库中的钙离子浓度维持高水平.
2、DG和蛋白激酶C的激活
1979年发现PIP2分解产物之一的DG可以激活依赖钙离子的蛋白质磷酸化酶(C激酶,PKC)。
C激酶在微量的钙离子介导下,与细胞膜的磷脂酰丝氨酸(PS)结合,形成钙离子-PS-酶复合物。
DG结合在这个复合物上就明显地增加了PKC的活性。
所以DG和钙离子作为第二信使起作用。
最近又提出一个在细胞应答时必需维持一定量DG的机制。
作为第二信使的DG主要功能是激活PKC,可使对PI专一的磷脂酶C和磷脂酶A2活化,并降低细胞膜的流动性等。
PKC至少有12种,被PKC磷酸化的底物有细胞膜受体、细胞骨架蛋白、酶和核蛋白质等。
PKC对机体的代谢、基因表达和细胞分化增殖等起调节作用。
PKC通过对靶蛋白的磷酸化而改变功能蛋白的活性和性质,启动一系列生理生化反应。
四、肌醇磷脂与血小板活化
血小板内含大量的磷脂酶C,当凝血酶激活时,可活化磷脂酶C,使血小板中的PI P2水解为DG和IP3,IP3使PKC活化,使血小板内膜的蛋白质磷酸化,,而激活血小板释放5-HT,使血小板收缩聚集。
五、肌醇磷脂与中性粒细胞的氧化爆发
中性粒细胞寿命短,活跃,它有许多功能:趋向性、粘附、聚集、吞噬,脱颗粒和氧化爆发等。
肌醇磷脂参与这些功能的完成.
六、肌醇磷脂与细胞增殖及癌变
一些癌基因可能通过编码一些促进肌醇磷脂代谢的蛋白质,从而干扰肌醇脂质信使系统而发挥致癌作用。
许多有丝分裂的信号如:神经介质、激素、受精及各种生长因子等触发细胞增殖.细胞外的信号如何把信息从细胞表面有条不紊地传递到细胞核,研究表明与肌醇信使系统密切相关.。