Duncan Smith/Photodisc/Getty Images
Fosfolipider är byggstenarna i eukaryota cellmembran, som orkestrerar både strukturell integritet och dynamisk cellulär kommunikation.
En fosfolipid är en amfipatisk molekyl som kombinerar ett hydrofilt fosfathuvud med två hydrofoba fettsyrasvansar fästa vid en glycerolryggrad. De oladdade, opolära svansarna ger flyt, medan det laddade huvudet säkerställer interaktion med vattenhaltiga miljöer.
Kännetecknet för biologiska membran är fosfolipiddubbelskiktet:två lager av amfipatiska molekyler placerade head-to-head. Den yttre ytan är vänd mot det extracellulära utrymmet, den inre ytan är vänd mot cytoplasman. Fettsyrasvansarna på varje lager nästlar sig samman och skapar en hydrofob kärna som skyddar membranet från omgivande vatten. Omättade bindningar i svansarna ökar flexibiliteten, en nyckelfunktion för alla levande membran.
Membran är inte enhetliga; de innehåller specialiserade mikrodomäner som kallas lipid rafts . Dessa övergående, kolesterolrika fickor koncentrerar signalproteiner, vilket underlättar processer som endocytos, signaltransduktion och apoptos.
Fosfolipider etablerar en stabil barriär mellan vattenhaltiga avdelningar, separerar cytosolen från den extracellulära miljön och avgränsar organellernas inre. De ger också selektiv permeabilitet , som tillåter passiv diffusion av små, oladdade molekyler (t.ex. H2O, O2, CO2) samtidigt som man begränsar större eller laddade arter (t.ex. glukos, H+). Transmembranproteiner och kanaler krävs för att dessa begränsade molekyler ska korsa.
Förutom att bilda barriärer fungerar fosfolipider som andra budbärare. När en extracellulär ligand inte kan lösas upp i lipidfasen, binder den till en membranassocierad receptor, vilket utlöser intracellulära signalkaskader som i slutändan modifierar nukleär eller cytoplasmatisk aktivitet.
Praktiskt taget varje organell - ER, mitokondrier, kloroplaster, vesiklar, Golgi och mer - är värd för fosfolipidmembran. Kärnan, mitokondrierna och kloroplasterna har dubbelskikt; andra organeller behåller ett enskiktsmembran.
Mänskliga cellmembran innehåller övervägande fyra huvudsakliga fosfolipider:
Dessa står för 50–60 % av de totala membranfosfolipiderna, med kolesterol och glykolipider som utgör de återstående 40 %. Nyckelroller inkluderar:
I vattenhaltiga miljöer sätts fosfolipider ihop till sfäriska miceller:hydrofila huvuden är vända utåt, medan hydrofoba svansar finns i kärnan. Miceller fungerar som vehiklar för att leverera hydrofoba läkemedel och erbjuder en stabil plattform för kontrollerad frisättning.
