Fosfatidilkolin

Fosfatidilkolinler baş grubunda kolin parçası içeren bir fosfolipit sınıfıdır. Diğer fosfolipitler gibi, baş grubunun hidrofilik, kuyruk kısmının hidrofobik olması sonucu bu molekül, lipit çiftkatman (lipid bilayer) oluşturur. Kolin grubu artı yüklü, fosfat grubu eksi yüklü olduğundan baş grubunun net yükü yoktur. Molekülün hidrofobik kısmını oluşturan yağ asitleri doymuş veya doymamış olabilir.
Fosfatidilkolinler, ökaryotik hücrelerin biyolojik membranların ana bileşenlerinden biridirler, buna karşın bakterilerde bulunmazlar. Membranlarda genelde fosfatidilkolin dağılımı asimetriktir, bu lipitin hemen tamamı sitoplazmanın karşı tarafındaki membran yüzünde bulunur. Fosfatidilserin gibi negatif yüklü fosfolipitler ise başlıca membranın sitoplazma tarafında yer aldığı için hücre zarının iki yüzeyi arasındaki elektrik yükü dağılımı asimetriktir. Fosfatidilkolin molekülünün başı ve kuyruk kısmının kalınlığı aynı olduğu için ondan oluşan membranların sıfır eğriliği vardır, yani düzdürler.
Fosfatidilkolin membranları oluşturarak yapısal işlevi olan bir molekül olmakla beraber, hücre zarında sinyal transdüksiyonunda da rol oynar. Çeşitli fosfolipazların etkisiyle açığa çıkan reaksiyon ürünleri (diasilgliserol, fosfatidik asit gibi) başka enzimleri aktive ederek, hücre dışındaki bir sinyalin hücre metabolizmasına etki etmesini sağlarlar.
Fosfatidilkolin, lesitinin başlıca unusurudur ve bazı bağlamlarda iki sözcük eş anlamlı kullanılır. Klasik anlamıyla lesitin içinde fosfatidilkolinin yanı sıra, başlıca fosfatidiletanolamin olmak üzere çeşitli başka lipitler de bulunur.
Kullanımları
Fosfatilkolin içeren emülsiyonlar lipofilik ilaçların vücuda verilmesinde kullanılır. İlaçların hedeflerine ulaşana kadar vücuttaki diğer enzim veya hücrelerden zarar görememesi için kullanılan bir diğer yöntem, fosfatidilkolin'den oluşan lipozom veya yapay veziküllerin içine tedavi amaçlı bileşikler hapsetmektir.
Fosfatidilkolin ve deterjan içeren karışımların deri altına enjeksiyonu lokal yağ birikimlerinin (lipomaların) eritilmesi için kullanılmaktadır. Bu işlem sonucu, deterjan yağ hücrelerini parçalamakta, fosfatidilkolin ise lipitleri karaciğere taşımaktadır.
Biyokimya
Hücredeki fosfatidilkolin, diğer lipitler gibi, endoplazmik retikulumda (ER'de) sentezlenir. Fosfatidilkolinin sentezi aşağıdaki adımlardan oluşur:
asil transferaz
yağ asil KoA + yağ asil KoA + gliserol 3-fosfat > 2 KoA + fosfatidik asit
fosfataz
fosfatidik asit > diasilgliserol
kolinfosfo-
transferaz
diasilgliserol + CDP-kolin > fosfatidilkolin
Bu reaksiyonları katalizleyen enzimler endoplazmik retikulumun zarının sitoplazma tarafında yer alırlar, sentezlenen fosfatidilkolin de zarın sitoplazma tarafındaki tabakada birikir. Fosfolipitler daha sonra, İngilizce scramblase adı verilen bir taşıyıcı molekül aracılığıyla membranın iki tabakası arasında eşit bir şekilde dağıtılır. Bu proteinlerden MDR3 adlı olanı seçici olarak fosfatidilkolini plazma zarının iki tabakası arasında taşır.
Mitokondriler, peroksizomlar ve bazı diğer plastidler lipitlerini kendileri sentezlemezler. Fosfolipit takas proteinleri (bir diğer adıyla fosfolipit taşıma proteini) ER'dan bir fosfatidilkolin veya fosfatidilserin molekülünü alıp sitozola taşır, başka bir membrana rastlayınca da taşıdığı fosfolipiti oraya birakır. Bu mekanizma fosfolipitlerin fosfolipit zengini zarlardan fosfolipit fakiri zarlara taşınmasını sağlar.
Fosfatidilkolindeki fosfokolin grubu, seramid'e aktarılarak sfingomiyelin sentezinde kullanılır.
Fosfatidilkolinler fosfolipaz enzimleri tarafından parçalanır. Hangi kimyasal bağı kestiklerine bağlı olarak bu enzimler fosfolipaz A1, A2, B, C ve D olarak adlandırılırlar. Fosfolipaz A2 lizofosfatidilkolin üretir, fosfolipaz D, fosfatidik asit ve kolin; fosfolipaz C, diasilgliserol; Bu moleküller hücrede başka enzimlere etki ederek hücre sinyalizasyonunda rol oynarlar. Nöronlarda fosfolipaz D etkisiyle oluşan kolin, bir nörotransmitter olan asetilkoline dönüşür.
Fosfatidilikolinin hidrolizi sonucu açığa çıkan diasilgliserol, bir hücre içi ikincil mesajcıdır. Diasilgliserol, PIP2 hidrolizi ile de açığa çıkar ama bu yolla oluşumu geçicidir, fosfatidilkolin yoluyla oluşumu ise uzun sürelidir. Bu farklılık, hücrenin uzun süreli ve kısa süreli cevapları için kullanıdığı iki farklı mekanizma olduğunu gösterir.
Sindirim sistemindeki lipitleri çözmeye yarayan safra tuzları dalaktan salgılandıklarında, beraberlerinde salgılanan fosfatidilkolin tarafından emulsiyonlaştırırlar, böylece epitel doku safra tuzunun etkisinden korunur.
Kandaki lipoproteinlerde bulunan fosfatidilkolin üzerine etki eden enzimler bu lipoproteinlerin oluşmasında rol oynarlar. Lesitin kolesteril asil transferaz, fosfatidilkolindeki yağ asil gruplarından birini kolesterola ekleyerek, hücre zarlarından lipoprotein yüzeyine geçen kolesterol moleküllerini esterleştirir, böylece oluşan kolesteril esterler lipoproteinin iç kısmında yer alabilir hale gelirler. Bu sürecin bir sonucu, madeni para gibi yassı şekilli olan yeni HDL'lerin küresel bir şekil almasıdır.
Fosfolipit Transfer Proteini (PLTP kısaltması ile bilinir) ise lipoproteinler arasında fosfolipitleri taşır. HDL'ye bağlı olarak kanda dolaşan PLTP, apoB içeren lipoproteinlerden HDL'ye fosfolipit taşır, böylece HDL'nin fosfolipit oranını ayarlar.
Beslenme
Fosfatidilkolini oluşturan kolin vücutta sentezlenebilse de, bu sentez besinde bulunan tek karbonlu molekül kaynakları ile sınırlıdır, kolin bunlardan biridir. Besinle alına fosfatidilkolin beyindeki kolin seviyesini artırır ve bunun fareleride hafıza artması sağladığı gösterilmiştir. Bu olumlu etki hem doğum öncesi ve doğum sonrası kolin alan genç farelerde, hem de yaşlı, "bunamış" farelerde gösterilmiştir.
Ek resimler