Фосфатидилсеринът е фосфолипид. Няма такова нещо като положително или отрицателно. Въпреки това, в някои биологични контексти, като апоптозата, неговият оборот може да се разглежда като „индикатор за сигнализиране“ за разграничаване между различните състояния на клетката. По-долу е дадено подробно описание нанасипен фосфатидилсерин.
Положителни и отрицателни
Позитивността и негативността имат няколко значения в химията и биологията. Когато се разглежда като електрически заряд, положително зареденото вещество може да се нарече положително. Веществата с отрицателен заряд се наричат отрицателни. От гледна точка на резултатите от теста, например при определени експериментални тестове, резултатите, които са способни на специфична положителна реакция (напр. реакция на развитие на цвят и т.н.) с тестовия реагент, се оценяват като положителни. Обратното е отрицателно.
Химични свойства и структура
• Химическа структура
Фосфатидилсеринът принадлежи към класа на фосфолипидите. Неговата структура се състои главно от глицеролов скелет, вериги на мастни киселини, фосфатна група и серинова главна група. Позициите sn-1 и sn-2 на гръбнака на глицерина са свързани с две вериги на мастни киселини, обикновено наситени или ненаситени мастни киселини. В позицията sn - 3 е прикрепена фосфатна група, която от своя страна е свързана със серин. Тази структура му придава свойствата на амфифилна молекула. Той има както хидрофилна глава (серинови и фосфатни групи), така и хидрофобна опашка (верига на мастни киселини).
Хидрофилната глава позволява на фосфатидилсерина да взаимодейства с водната среда. Например, той функционира във водната среда вътре и извън клетката. Хидрофобните опашки, от друга страна, са склонни да се агрегират една с друга и да избягват контакт с вода. Това е важно за формирането и стабилизирането на двуслойната структура на клетъчната мембрана.
• Химични свойства
Насипният фосфатидилсерин е киселинен фосфолипид, тъй като неговата фосфатна група може да бъде йонизирана при физиологични pH условия и е отрицателно заредена. Това отрицателно заредено свойство му позволява да взаимодейства с някои положително заредени молекули, като калциеви йони. Калциевите йони могат да се свържат с фосфатната група на фосфатидилсерин на прах и да регулират физическите свойства на клетъчните мембрани, като течливост и стабилност на мембраната.
Има добра разтворимост в органични разтворители (например хлороформ, метанол и др.) поради хидрофобността на неговите вериги на мастни киселини. В процеса на изолиране и екстракция на фосфатидилсерин, той често се използва за получаване на по-висока чистота на фосфатидилсерин чрез екстракция с органичен разтворител и други методи, като се възползват от тези характеристики на разтворимост.
Свойства на заряда
Чистият фосфатидилсерин обикновено е отрицателно зареден при физиологично pH. Това е така, защото фосфатната група и сериновите остатъци в главата на молекулата се йонизират при физиологично pH (около 7,4). Фосфатната група (-PO₄H₂) губи един или повече протони (H⁺), за да образува отрицателно зареден фосфатен йон (-PO₄²- или -PO₄H-). Карбоксилната група (-COOH) в сериновия остатък също се йонизира от протона в отрицателно заредената -COO- форма. Тези йонизирани групи придават на праха на фосфатидилсерин общ отрицателен заряд. По отношение на заряда фосфатидилсеринът е отрицателен.
Тази отрицателно заредена природа има важни последици за нейната функция в клетъчните мембрани. Например, той може да се свърже с положително заредени протеини или йони чрез електростатични взаимодействия. Той може да регулира йонната среда и разпределението на протеини в близост до клетъчната мембрана. В нервните клетки отрицателният заряд на фосфатидилсерин допринася за процесите на свързване и освобождаване на невротрансмитерите. Това е така, защото молекулите на невротрансмитерите или свързаните протеини на йонни канали могат да бъдат привлечени или отблъснати от неговия заряд.
Разпределение на фосфатидилсерин в клетките
• Разпределение в нормалните клетки
При нормални физиологични условия насипният фосфатидилсерин се разпределя главно от вътрешната (цитоплазмената) страна на клетъчната мембрана. Това се дължи на асиметрията на клетъчната мембрана. Клетъчната мембрана се състои от различни фосфолипиди, включително фосфатидилхолин (PC), фосфатидилетаноламин (PE) и фосфатидилсерин. Те са разпределени неравномерно от двете страни на клетъчната мембрана.
Това асиметрично разпределение се поддържа от механизми като ензими и транспортни протеини. Например флиппазите (flippases), присъстващи в клетъчната мембрана, специфично транспортират новосинтезирания фосфатидилсерин от външната към вътрешната страна на клетъчната мембрана, като по този начин осигуряват асиметрично разпределение на фосфолипидите на клетъчната мембрана. Тази асиметрия е от съществено значение за нормалните физиологични функции на клетката, като поддържане на клетъчната морфология, междуклетъчно разпознаване и сигнализиране.
• Промени в разпределението по време на апоптоза
В ранните етапи на апоптозата фосфатидилсеринът се преобръща от вътрешната към външната страна на клетъчната мембрана. Това е важно забележително събитие в процеса на апоптоза. Този феномен на прелитане може да бъде предизвикан от множество механизми.
От една страна, апоптотичните сигнали могат да доведат до намаляване на активността на скрамблаза, ензим, който произволно обръща фосфолипидите от вътрешната към външната страна на клетъчната мембрана, и повишаване на активността на друг ензим, скрамблаза (скрамблаза разбърквам, обърквам).
От друга страна, повишените вътреклетъчни концентрации на калциеви йони също могат да бъдат включени в процеса на изтичане на течност от фосфатидилсерин. Калциевите йони могат да се свържат с фосфатидилсерин. Той може да промени състоянието на разпределение в клетъчната мембрана. След фосфатидилсерин ектопично, той се разпознава от фагоцитите. На повърхността на фагоцитите има рецептори, които разпознават фосфатидилсерин, като Тим-4. Като Тим - 4. Когато фагоцитите разпознаят ектопично обърнатия фосфатидилсерин, те инициират процеса на фагоцитоза на апоптотичните клетки, което води до отстраняване на клетките. Това е важно за поддържане на стабилността на вътрешната среда на тъканта и нормалната физиологична функция.
Роля
1. Роля във физиологичните процеси
• Развитие и функция на нервната система:
В нервната система насипният фосфатидилсерин е важен за процеси като растеж на нервните клетки, диференциация и образуване на синапси. Той регулира освобождаването на невротрансмитери и улеснява предаването на нервни сигнали, като повлиява флуидността на клетъчните мембрани и функцията на йонните канали. Например, в невроните на хипокампа, фосфатидилсеринът подобрява функцията на глутаматните рецептори, като по този начин подобрява ученето и паметта.
• Коагулация на кръвта:
В кръвта фосфатидилсеринът участва в процеса на коагулация на кръвта. Фосфатидилсеринът върху повърхността на тромбоцитите ектопично се преобръща при активиране на тромбоцитите, осигурявайки платформа за агрегация на фактора на кръвосъсирването и активиране на плазминогена. Коагулационните фактори могат да се свържат с ектопично обърнатия фосфатидилсерин и да инициират реакцията на коагулационната каскада, като по този начин насърчават коагулацията на кръвта и предотвратяват кървенето.
2. Роля в патологичните процеси
• Невродегенеративни заболявания:
При някои невродегенеративни заболявания, като болестта на Алцхаймер, метаболизмът и разпределението на обема на фосфатидилсерин са необичайни. Установено е, че пациентите с болестта на Алцхаймер имат намалени нива на фосфатидилсерин върху мембраните на невронните клетки в мозъка. Това може да е свързано с отлагане на амилоид и апоптоза на нервните клетки. Тази промяна засяга нормалното функциониране на нервните клетки, което води до симптоми като когнитивен спад.
• Автоимунни заболявания:
При някои автоимунни заболявания, автоимунен отговор може да бъде предизвикан от анормална апоптоза, при която фосфатидилсеринът не се изчиства незабавно след ектопично отстраняване. Например, при системен лупус еритематозус, фосфатидилсеринът, обърнат ектопично върху повърхността на апоптотичните клетки, може да се свърже с автоантитела. Това може да образува имунни комплекси, които активират имунната система, което води до възпалителен отговор и увреждане на тъканите.
Насипният фосфатидилсерин не е положителна или отрицателна концепция сам по себе си, но играе множество важни роли в клетъчната физиология и патология. Използва се в специфични сценарии като анализи на апоптоза, където неговата ектопия може да служи като важен анализ за диференциране на клетъчния статус. Guanjie Biotech произвежда масов фосфатидилсерин, ако трябва да се свържете с нас, моля не се колебайте да ни попитате:info@gybiotech.com.
