PHOSPHOGLYCÉRIDES: STRUCTURE, FONCTIONS ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Les phosphoglycérides ou glycérophospholipides sont des molécules abondantes de nature lipidique dans les membranes biologiques. Une molécule de phospholipide est composée de quatre composants basiques: des acides gras, un squelette attaché à l'acide gras, un phosphate et un alcool attaché à ce dernier.

Généralement, sur le carbone 1 du glycérol, il y a un acide gras saturé (liaisons simples uniquement), tandis que sur le carbone 2 l'acide gras est du type insaturé (doubles ou triples liaisons entre les carbones).

Source de la structure: aucun auteur lisible par machine fourni. Lennert B a supposé (basé sur des revendications de droits d'auteur)., via Wikimedia Commons

Parmi les phosphoglycérides les plus importants dans les membranes cellulaires, nous avons: la sphingomyéline, le phosphatidylinositol, la phosphatidylsérine et la phosphatidyléthanolamine.

Les aliments riches en ces molécules biologiques sont les viandes blanches telles que le poisson, les jaunes d'œufs, certains abats, les crustacés et les noix, entre autres.

Structure

Composants d'un phosphoglycéride

Un phosphoglycéride est composé de quatre éléments structurels de base. Le premier est un squelette auquel sont attachés des acides gras, un phosphate et un alcool - le dernier est attaché au phosphate.

Le squelette phosphoglycéride peut être formé à partir de glycérol ou de sphingosine. Le premier est un alcool à trois carbones, tandis que le second est un autre alcool avec une structure plus complexe.

Dans le glycérol, les groupes hydroxyle situés en carbone 1 et 2 sont estérifiés par deux groupes carboxyle à grande chaîne d'acides gras. Le carbone manquant, situé en position 3, est estérifié avec un acide phosphorique.

Bien que le glycérol n'ait pas de carbone asymétrique, les carbones alpha ne sont pas stéréochimiquement identiques. Ainsi, l'estérification d'un phosphate au niveau du carbone correspondant confère une asymétrie à la molécule.

Caractéristiques des acides gras dans les phosphoglycérides

Les acides gras sont des molécules composées de chaînes hydrocarbonées de longueur et de degré d'insaturation variables, et se terminent par un groupe carboxyle. Ces caractéristiques varient considérablement et déterminent leurs propriétés.

La chaîne d'acides gras est linéaire si elle est de type saturée ou si elle est insaturée en position trans. En revanche, la présence d'une double liaison de type cis crée une torsion dans la chaîne, elle n'a donc plus besoin d'être représentée linéairement, comme c'est souvent le cas.

Les acides gras à doubles ou triples liaisons ont une influence significative sur l'état et les caractéristiques physico-chimiques des membranes biologiques.

Propriétés hydrophobes et hydrophiles

Chacun des éléments mentionnés diffère par ses propriétés hydrophobes. Les acides gras, étant des lipides, sont hydrophobes ou apolaires, ce qui signifie qu'ils ne se mélangent pas à l'eau.

En revanche, le reste des éléments des phospholipides leur permet d'interagir dans un environnement, grâce à leurs propriétés polaires ou hydrophiles.

De cette manière, les phosphoglycérides sont classés comme des molécules amphipathiques, ce qui signifie qu'une extrémité est polaire et l'autre apolaire.

Nous pouvons utiliser l'analogie d'un match ou d'un match. La tête de l'allumette représente la tête polaire constituée du phosphate chargé et les substitutions de celui-ci sur le groupement phosphate. La prolongation de la correspondance est représentée par une queue non polaire, formée de chaînes hydrocarbonées.

Les groupes de nature polaire sont chargés à pH 7, avec une charge négative. Ceci est dû au phénomène d'ionisation du groupement phosphate, qui a un pk proche de 2, et aux charges des groupements estérifiés. Le nombre de charges dépend du type de phosphoglycéride étudié.

Caractéristiques

Structure des membranes biologiques

Les lipides sont des biomolécules hydrophobes qui présentent une solubilité dans des solvants organiques - comme le chloroforme, par exemple.

Ces molécules ont une grande variété de fonctions: jouer un rôle de carburant en stockant l'énergie concentrée; comme molécules de signalisation; et en tant que composants structurels de membranes biologiques.

Dans la nature, le groupe de lipides le plus abondant qui existe sont les phosphoglycérides. Leur fonction principale est structurelle, car ils font partie de toutes les membranes cellulaires.

Les membranes biologiques sont regroupées sous la forme d'une bicouche. Cela signifie que les lipides sont regroupés en deux couches, où leurs queues hydrophobes font face à l'intérieur de la bicouche et les têtes polaires font face à l'extérieur et à l'intérieur de la cellule.

Ces structures sont cruciales. Ils délimitent la cellule et sont responsables de l'échange de substances avec d'autres cellules et avec l'environnement extracellulaire. Cependant, les membranes contiennent d'autres molécules lipidiques autres que les phosphoglycérides, ainsi que des molécules de nature protéique qui interviennent dans le transport actif et passif des substances.

Fonctions secondaires

En plus de faire partie des membranes biologiques, les phosphoglycérides sont associés à d'autres fonctions au sein de l'environnement cellulaire. Certains lipides très spécifiques font partie des membranes de myéline, la substance qui recouvre les nerfs.

Certains peuvent agir comme des messages dans la capture et la transmission de signaux vers l'environnement cellulaire.

Métabolisme

Synthèse

La synthèse des phosphoglycérides est réalisée à partir de métabolites intermédiaires tels que la molécule d'acide phosphatidique et également des triacylglycérols.

Un nucléotide activé CTP (triphosphate de cytidine) forme un intermédiaire appelé CDP-diacylglycérol, où la réaction pyrophosphate favorise la réaction de droite.

La partie appelée phosphatidyle réagit avec certains alcools. Le produit de cette réaction est des phosphoglycérides, y compris la phosphatidylsérine ou le phosphatidyl inositol. La phosphatidyl éthanolamine ou la phosphatidylcholine peuvent être obtenues à partir de la phosphatidylsérine.

Cependant, il existe des voies alternatives pour synthétiser les derniers phosphoglycérides mentionnés. Cette voie implique l'activation de la choline ou de l'éthanolamine en se liant au CTP.

Par la suite, une réaction se produit qui les unit au phosphatidate, obtenant de la phosphatidyl éthanolamine ou de la phosphatidylcholine comme produit final.

Dégradation

La dégradation des phosphoglycérides est gérée par des enzymes appelées phospholipases. La réaction implique la libération des acides gras qui composent les phosphoglycérides. Dans tous les tissus des organismes vivants, cette réaction a lieu constamment.

Il existe plusieurs types de phospholipases et elles sont classées en fonction de l'acide gras qu'elles libèrent. En suivant ce système de classification, nous distinguons les lipases A1, A2, C et D.

Les phospholipases sont omniprésentes dans la nature et nous les trouvons dans différentes entités biologiques. Le suc intestinal, les sécrétions de certaines bactéries et le venin de serpent sont des exemples de substances riches en phospholipases.

Le produit final de ces réactions de dégradation est le glycérol-3-phosphate. Ainsi, ces produits libérés plus les acides gras libres peuvent être réutilisés pour synthétiser de nouveaux phospholipides ou être dirigés vers d'autres voies métaboliques.

Exemples

Phosphatidate

Le composé décrit ci-dessus est le phosphoglycéride le plus simple et est appelé phosphatidate, ou également diacylglycérol 3-phosphate. Bien qu'il ne soit pas très abondant dans l'environnement physiologique, c'est un élément clé pour la synthèse de molécules plus complexes.

Phosphoglycérides dérivés du phosphatidate

A partir de la molécule de phosphoglycéride la plus simple, la biosynthèse d'éléments plus complexes peut avoir lieu, avec des rôles biologiques très importants.

Le groupe phosphate du phosphatidate est estérifié avec le groupe hydroxyle des alcools - il peut être un ou plusieurs. Les alcools les plus courants des folfoglycérides sont la sérine, l'éthanolamine, la choline, le glycérol et l'inositol. Ces dérivés seront décrits ci-dessous:

Phosphatidyléthanolamine

Dans les membranes cellulaires qui font partie des tissus humains, la phosphatidyléthanolamine est un composant important de ces structures.

Il est composé d'un alcool estérifié par des acides gras dans les hydroxyles situés en positions 1 et 2, tandis qu'en position 3 on retrouve un groupement phosphate, estérifié par l'amino-alcool éthanolamine.

Phosphatidylsérine

Généralement, ce phosphoglycéride se trouve dans la monocouche qui fait face à l'intérieur - c'est-à-dire le côté cytosolique - des cellules. Au cours du processus de mort cellulaire programmée, la distribution de la phosphatidylsérine change et se retrouve sur toute la surface cellulaire.

Phosphatidylinositol

Le phosphatidylinositol est un phospholipide qui se trouve en faibles proportions à la fois dans la membrane cellulaire et dans les membranes des composants subcellulaires. Il s'est avéré qu'il participe à des événements de communication cellulaire, provoquant des changements dans l'environnement interne de la cellule.

Sphingomyéline

Dans le groupe des phospholipides, la sphingomyéline est le seul phospholipide présent dans les membranes dont la structure n'est pas dérivée de l'alcool glycérol. Au lieu de cela, le squelette est composé de sphingosine.

Structurellement, ce dernier composé appartient au groupe des aminoalcools et possède une longue chaîne carbonée à doubles liaisons.

Dans cette molécule, le groupe amino sur le squelette est attaché à un acide gras par une liaison de type amide. Ensemble, le groupe hydroxyle primaire du squelette est estérifié en phosphotylcholine.

Plasmalogènes

Les plasmallogènes sont des phosphoglycérides dont les têtes sont principalement formées d'éthanolamine, de choline et de sérine. Les fonctions de ces molécules n'ont pas été complètement élucidées et il y a peu d'informations à leur sujet dans la littérature.

Parce que le groupe éther vinylique est facilement oxydé, les plasmalogènes sont capables de réagir avec les radicaux libres d'oxygène. Ces substances sont des produits du métabolisme cellulaire moyen et se sont avérées endommager les composants cellulaires. En outre, ils ont également été liés aux processus de vieillissement.

Par conséquent, une fonction possible des plasmalogènes est de piéger les radicaux libres qui peuvent potentiellement avoir des effets négatifs sur l'intégrité cellulaire.

Références

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