ホスファチジン酸またはホスファチジン酸、全ての生体膜に存在するグリセロリン脂質またはホスホグリセリド、のファミリーに属するリン脂質です。それは最も単純なリン脂質であり、大量には見られませんが、他のより複雑なグリセロリン脂質の前駆体として機能します。
たとえば、大腸菌では、原形質膜の総リン脂質の0.5％未満に相当し、生合成中間体としての役割のために急速に変化します。
ホスファチジン酸に対するフィッシャーの表現（出典：ウィキメディア・コモンズ経由のMzaki）
この前駆体リン脂質は、2つの活性化脂肪酸分子によるグリセロール3-リン酸のヒドロキシル基のアシル化によって形成され、事実上すべての生体膜に存在すると考えられています。
カルジオリピンは、ミトコンドリア膜と細菌や古細菌の原形質膜に存在する重要なリン脂質であり、グリセロール分子に付着した2つのホスファチジン酸分子で構成されています。
リゾホスファチジン酸、すなわち、アシル基を欠くホスファチジン酸分子は、多くの細胞外シグナル伝達プロセスの中間分子として関与しています。
化学構造
ほとんどのリン脂質と同様に、ホスファチジン酸は、親水性の極性末端と疎水性の無極性の尾という、反対の親水性の2つの末端を持つ両親媒性分子です。
上記のように、これは最も単純なリン脂質です。これは、その「ヘッド」または極性基が、グリセロール分子の3位の炭素に結合しているリン酸基のみで構成されているためです。
それらの無極性の尾は、グリセロール3-リン酸の1位と2位の炭素にエステル化された2つの脂肪酸鎖によって形成されます。これらの脂肪酸には、さまざまな長さと飽和度があります。
通常、結合した脂肪酸の長さは16〜24炭素原子の範囲です。炭素2に結合した脂肪酸は通常不飽和（炭素-炭素二重結合の存在）であると判断されていますが、植物の色素体では飽和脂肪酸であるため、考慮される微生物によって異なります。
生合成
ホスファチジン酸の生合成は、他のグリセロリン脂質の合成の分岐点です。これは、CoA部分の追加による脂肪酸の活性化から始まります。これは、アシル-CoA合成酵素によって触媒される反応であり、アシル-CoAを生成します。
小胞体とミトコンドリアに見られるこの酵素のさまざまなアイソフォームがありますが、反応は原核生物とほとんど同じように起こります。
生合成経路の最初の「コミットされた」ステップは、グリセロール3-リン酸へのアシル-CoA分子の移動です。これは、ミトコンドリアの外膜と細網と関連するグリセロール3-リン酸アシルトランスフェラーゼによって触媒される反応です。小胞体。
この反応の生成物であるリゾホスファチジン酸（炭化水素鎖が1つしかないため）は、2番目のアシル化反応を実行するために、ミトコンドリアから小胞体に移動すると考えられています。
ホスファチジン酸の合成の図式的要約（出典：ウィキメディア・コモンズ経由のクリシュナヴェダーラ）
このステップを触媒する酵素は、1-アシルグリセロール3-リン酸アシルトランスフェラーゼとして知られており、小胞体の膜に豊富に存在し、1-アシルグリセロール3-リン酸分子の2位の炭素に不飽和脂肪酸を特異的に転移します。
このようにして形成されたホスファチジン酸は、ホスファチジン酸ホスファターゼによって1,2-ジアシルグリセロールに加水分解することができ、次いでホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミンの合成に使用することができる。
その他の生産方法
1,2-ジアシルグリセロール分子の「リサイクル」を伴うホスファチジン酸の生成のための代替経路は、リン酸基をジアシルグリセロールの3位の炭素に転移する特定のキナーゼ酵素の関与と関係があります。
別のものは、ホスホリパーゼとして知られている酵素によって触媒される他のリン脂質の加水分解によるものです。このプロセスの例は、コリンと1,2-ジアシルグリセロール3-リン酸のリン酸基との間の結合を加水分解するホスホリパーゼDの作用による、ホスファチジルコリンからのホスファチジン酸の生成です。
植物の生合成
植物におけるホスファチジン酸の生産は、植物細胞の4つの異なるコンパートメントに関連付けられています：色素体、小胞体、ミトコンドリア、ゴルジ複合体。
経路の最初のステップは前述と同じであり、グリセロール3-リン酸アシルトランスフェラーゼが各コンパートメントに参加して、活性化されたアシル-CoAグループをグリセロール3-リン酸分子の炭素1に転移します。
合成は、リゾホスファチジン酸のC3位置に別のアシル基を転移した後、リゾホスファチジン酸アシルトランスフェラーゼと呼ばれる酵素によって完了します。
植物の色素体では、この酵素は16個の炭素原子を持つ対応する長さの飽和脂肪酸を選択的に移動します。これは、これらの細胞小器官で合成された脂質の特定の属性です。
特徴
ホスファチジン酸は、多くの生物の多くのリン脂質、ガラクト脂質、およびトリグリセリドの前駆体リン脂質です。したがって、直接的な構造的機能は果たしませんが、細胞にとって必須の分子です。
動物では、酵素的加水分解の生成物の1つである1,2-ジアシルグリセロールは、3番目の活性化脂肪酸分子（CoA部分に関連）とのエステル交換によるトリアシルグリセリドまたはトリグリセリドの形成に使用されます。
トリグリセリドは、動物に存在する脂肪酸の酸化が他の代謝経路における大量のエネルギーと前駆体および中間体の放出につながるため、動物にとって重要なエネルギー貯蔵分子です。
その加水分解の別の産物であるリゾホスファチジン酸は、とりわけ、腫瘍形成、血管新生、および免疫応答に関与する他の細胞の表面上の受容体への結合を含むいくつかの細胞外シグナル伝達経路における重要な二次メッセンジャーです。
シグナル伝達分子としてのその機能には、細胞増殖の誘導、アポトーシスの減少、血小板凝集、平滑筋収縮、走化性、腫瘍細胞の浸潤などへの関与が含まれます。
細菌では、ホスファチジン酸は、細胞に「膜由来オリゴ糖」として知られている「浸透圧保護」分子を提供する膜リン脂質交換プロセス中に必要です。
参考文献
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