磷脂(Phospholipid)

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磷脂(Phospholipid)
國立新莊高級中學陳偉民退休教師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

磷脂是某類脂質的總稱,因為能形成脂雙層,而成為細胞膜的主要成分。大多數磷脂含有二醯甘油、磷酸根和簡單有機分子,如膽鹼(choline);不過有一種磷脂叫神經磷脂(sphingomyelin)並不遵循此原則,神經磷脂的組成中含神經胺基醇(shingosine)而非甘油。

磷脂

兩親媒性
磷脂的一端為親水性(可吸引水),然而它具疏水性的另一端卻排斥水。親水端含有帶負電的磷酸根,也可能含有其他極性原子團;疏水端通常由長的脂肪酸烴鏈所構成。磷脂被放入水中後,會隨各種磷脂的特殊性質而形成不同的結構。這些特殊性質使磷脂在磷脂雙層扮演重要的角色。在生物系統的雙層結構──如細胞膜──中,磷脂經常與其他分子(如蛋白質、醣脂、膽固醇)一起出現。當許多磷脂分子的疏水端並排在一起對準另一些磷脂分子的疏水端,脂雙層就生成了,這種方式形成的薄膜,兩面都有親水端可接觸水。

這類薄膜有半透性,能做彈性運動,有流動性,因此附著在膜上的蛋白質(膜主體蛋白或膜周邊蛋白)與磷脂分子可做橫向移動。這種運動可用流體鑲嵌運動模型(Fluid Mosaic Model)解釋,此理論把細胞膜描述成脂質分子的鑲嵌圖,對其中的各種物質及蛋白質而言,脂質分子像溶劑一樣,所以蛋白質與脂質分子可以横向擴散,並移動至細胞膜的各點。膽固醇可防止磷脂推疊在一起,因此使細胞膜具有流動性。然而,目前此模型已遭淘汰,因為經由脂質多形性研究,已知脂質在生理(及其他)條件下的性質並不簡單。

磷脂的種類
二醯甘油結構
磷脂酸(Phosphatidic acid)(磷脂酸鹽)
磷脂醯乙醇胺(Phosphatidylethanolamine)(腦磷脂)
磷脂醯膽鹼(Phosphatidylcholine)(卵磷脂)
磷脂醯絲胺酸(Phosphatidylserine)
磷肌醇甘油酯:磷酸醯肌醇(Phosphatidylinositol)、磷酸肌醇磷酸鹽、磷酸肌醇二磷酸鹽、磷酸肌醇三磷酸鹽。

磷脂醯膽鹼

其他結構
神經磷脂

模擬
磷脂的模型通常通常以力場中的分子動力學方法編寫模擬程式,如GROMACS、CHARMM及其修訂版。

磷脂合成
磷脂的合成在內質網(Endoplasmic reticulum)膜附近的胞質液(cytosol)中進行,內質網膜布滿了負責合成的蛋白質(GPAT 與LPAAT醯基轉移酶、磷酸酶和膽鹼磷酸轉移酶)與負責分配的蛋白質(flippase 與 floppase)。結果,內質網會產生一個囊胞。囊胞的外層含有適合作為胞質細胞膜的磷脂;囊胞的內層含有適合作為exoplasmic細胞膜的磷脂。

信號轉導
某些種類的磷脂分裂後產生的產物可以作為信號轉導的第二傳訊者。例如磷酸肌醇二磷酸鹽(PIP2)可分裂成環己六醇三磷酸鹽(inositol triphosphate)(IP3)和二醯甘油(DAG),在受到各種刺激時,此二者均可完成G蛋白質的Gq功能。

食品科技
磷脂可作為乳化劑,使油能溶於水。由烹調油中萃取出一種名為卵磷脂的磷脂,在許多商品(如麵包)中作為食品添加劑,也可作為健康食品販售。

參考資料:
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Phospholipid

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