5.1.1. Глицерофосфолипиды

Глицерофосфолипиды, или фосфатиды, — сложные эфиры глицерина, выс­ших жирных кислот, фосфорной кислоты и азотистого основания. Их рассматри­вают как производные фосфатидной кислоты, откуда и происходит само назва­ние этой группы фосфолипидов.

Фосфатидная кислота (диацилглицеролфосфат) редко встречается в свободном виде в организме животных, но содержится в растениях, например, в капусте.

В состав глицерофосфолипидов входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения. Формула фосфатидной кислоты и общая формула глицерофосфолипидов выглядят так:

Фосфатидная кислота Глицерофосфолипид

В этих формулах R₁ и R₂ – радикалы высших жирных кислот, a R₃ – чаще радикал азотистого соединения. Для всех глицерофосфолипидов характерно, что одна часть их молекул (радикалы R₁и R₂) обнаруживает резко выраженную гидрофобность (углеводородные "хвосты"), тогда как другая часть ("головка") гидрофильна благодаря отрицательному заряду фосфорной кислоты и положительному заряду радикала R₃. В связи с этим их называют амфипатическими или полярными липидами.

Уста­новлено, что большинство глицерофосфолипидов содержат одну насыщенную высшую жирную кислоту в положении 1 глицерина и одну ненасы­щенную высшую жирную кислоту, этерифицированную в положении 2 глицерина.

Из всех липидов глицерофосфолипиды обладают наиболее выраженными полярными свойствами. При помещении глицерофосфолипидов в воду в истинный раствор переходит лишь небольшая их часть, основная же масса липидов находится в виде мицелл. Существует несколько групп (подклассов) глицерофосфолипидов. В зависимости от характера азотистого основания, присоединенного к фосфорной кислоте, глицерофосфолипиды подразделяют на следующие группы:

• фосфатидилхолины (лецитины)

• фосфатидилэтаноламины (кефалины)

• фосфатидилсерины

• фосфатидилинозитолы

• плазмологены

Фосфатидилхолины (лецитины). В отличие от триглицеридов в молекуле фосфатидилхолина одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с фосфорной кислотой. Кроме того, фосфорная кислота в свою очередь соединена эфирной связью с азотистым основанием – холином [НО-СН₂-СН₂-N⁺(CH₃)₃]. Таким образом, в молекуле фосфатидилхолина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и холин:

Фосфатидилхолин

Фосфатидилэтаноламины (кефалины). Основное различие между фосфатидилхолинами и фосфатидилэтаноламинами – наличие в составе последних азотистого основания этаноламина (HO—CH₂—CH₂—N⁺H₃). Такие липиды назы­вают также фосфатидилколаминами:

Фосфатидилэтаноламин

Из глицерофосфолипидов в организме животных и высших растений в наибольшем количестве встречаются фосфатидилхолины и фосфатидил-этаноламины. Эти 2 группы глицерофосфолипидов метаболически связаны друг с другом и являются главными липидными компонентами мембран клеток.

Фосфатидилсерины. В молекуле фосфатидилсерина азотистым соединением служит остаток аминокислоты серина:

Фосфатидилсерин

Фосфатидилсерины распространены гораздо менее широко, чем фос-фатидилхолины и фосфоэтаноламины, и их значение определяется в основном тем, что они участвуют в синтезе фосфатидилэтаноламинов.

Эти виды азотсодержащих фосфатидов, видимо, могут переходить друг в друга, так как они отличаются лишь строением азотистых оснований, между которыми возможна, например, такая генетическая связь:

Фосфатидилинозитолы. Эти липиды относятся к группе производных фосфатидной кислоты, но не содержат азота. Радикалом (R₃) в этом подклассе глицерофосфолипидов является шестиуглеродный циклический спирт инозитол.

Фосфатидилинозитол

Фосфатидилинозитолы довольно широко распространены в природе. Они обнаружены у животных, растений и микроорганизмов. В животном организме найдены в мозге, печени и легких.

Плазмалогены. От рассмотренных глицеролипидов плазмалогены отличаются тем, что вместо одного остатка высшей жирной кислоты содержат остаток α,β-ненасыщенного спирта, который образует простую связь (в отличие от сложноэфирной связи, образуемой остатком жирной кислоты) с гидроксильной группой глицерина в положении С-1:

Фосфатидальхолин (плазмалоген)

Основными подклассами плазмалогенов являются фосфатидальхолины, фосфатидальэтаноламины и фосфатидальсерины. В разбавленных кислотах они гидролизуются с образованием альдегида соответствующего α,β-ненасыщенного спирта, то есть при кислотном гидролизе плазмалогенов образуются «жирные» альдегиды, называемые плазмалями, что и легло в основу термина «плазмалоген». Плазмалогены также входят в состав мембран мышц, нервных клеток, эритроцитов.

Некоторые, открытые сравнительно недавно фосфатиды, не содержат азотис­того основания, место которого в молекуле в этом случае занимают глицерин и его производные:

Фосфатидилглицерин является обязательной составной частью хлоропластов и в небольших количествах присутствует в бактериальных клетках и тканях жи­вотных.

Кардиолипин — одно из необходимых соединений в соста­ве митохондриальных мембран, особенно в митохондриях сердечной мышцы.