干货分享丨磷脂的分类和功能
磷脂的概念
磷脂（Phospholipid），也称磷脂类、磷脂质，是指含有磷酸的脂类，属于复合脂。磷脂是组成生物膜的主要成分，为两性分子，一端为亲水的含氮或磷的头，另一端为疏水（亲油）的长烃基链。由于此原因，磷脂分子亲水端相互靠近，疏水端相互靠近，常与蛋白质、糖脂、胆固醇等其它分子共同构成磷脂双分子层，即细胞膜的结构。
磷脂的分类
磷脂分为甘油磷脂（GPLs）与鞘磷脂（SM）两大类，分别由甘油和鞘氨醇构成。甘油磷脂具有由两种脂肪酸组成的共同结构，脂肪酸分子在甘油部分的sn-1和sn-2位置上酯化。分子的这一部分有助于它的疏水性。sn-3位由一个磷酸基和亲水性残基组成，亲水性残基有助于磷酸基的亲水性。最简单的GPL是磷脂酸（PA），其他的则以附着在磷酸基上的亲水性残基命名，包括的基团有：乙醇胺、肌醇、丝氨酸、甘油和胆碱。这些基团构成了最重要的生物磷脂，它们是磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰甘油（PG）和磷脂酰胆碱（PC）。鞘脂（SPLs）含有长链氨基醇鞘醇（取代甘油），酯化成脂肪酸和磷酸基。鞘磷脂（SM）是最具代表性的SPL，由鞘氨醇组成，裸露一个胆碱分子。
磷脂的合成
在哺乳动物细胞中，GPL的合成需要一个二酰基甘油单元，由二酰基甘油（DG）或CDP -二酰基甘油（CDP-DG）提供，这两种磷脂前体是由磷脂酸产生的。CDP-DG和二酰甘油分别由磷脂酸在CDP-DG合成酶和磷脂酸磷酸酶1（PAP-1）的作用下形成。磷脂酸是由甘油-3-磷酸和磷酸二羟基丙酮生产的。甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPAT）使甘油3-P酰基化为1-酰基甘油-3-P（溶酶- PA），随后进一步酰化为磷脂酸。在磷脂酸合成的第二个途径中，二羟基丙酮- P被酰基化成1-酰基-二羟基丙酮-P，酰基-二羟基丙酮-P依次转化为溶酶-PA，再转化为磷脂酸。
PC的一种合成方式是CDP-胆碱途径，胆碱被胞质酶胆碱激酶（CK）磷酸化，转化为磷酸胆碱CTP-磷酸胆碱胞酰酰基转移酶（CT）介导的CDP-胆碱，CDP -胆碱和DG生成PC；PC合成的另一种途径是，PE通过三个连续的甲基化反应转化为PC，所有这些反应都由PE n -甲基转移酶催化，PE n -甲基转移酶是嵌入在内质网膜中的一种酶，该反应在肝细胞中产生，合成约30%的PC。
PE在内质网中通过DCP -乙醇胺途径产生。乙醇胺首先被胞质蛋白乙醇胺激酶（EK）磷酸化为磷酸乙醇胺。另一种胞质酶CTP-磷酸乙醇胺胞酰转移酶（ET）将p -乙醇胺和CTP转化为CDP -乙醇胺，CDP -乙醇胺与二酰甘油（DG）结合生成PE。
PS的生物合成需要PC和PE的存在。PS在内质网中通过两种代谢途径合成，这两种途径使用不同的酶和底物。PC在PS合成酶I的存在下与丝氨酸分子交换一个胆碱，最终生成PS和胆碱；PE合成PS的途径相似，PS合成酶II催化丝氨酸头取代乙醇胺头，生成PS和乙醇胺。第二种反应途径可逆，PS可以释放丝氨酸并将其替换为乙醇胺。
鞘磷脂的合成从内质网开始，在高尔基体和质膜中经过一系列的酶促反应结束。合成始于丝氨酸和棕榈酰辅酶a的缩合，通过丝氨酸棕榈酰转移酶形成3-酮鞘氨酰，然后将其还原为二氢鞘氨酰，再由六种神经酰胺合成酶中的一种进行n -酰化（CerS1-CerS6），通常与16-26个碳的SFA或MUFA结合，形成二氢神经酰胺，随后通过二氢神经酰胺去饱和酶脱氢生成神经酰胺。该反应由鞘磷脂合酶I和鞘磷脂合酶II催化，由底物神经酰胺和PC生成SM和二酰基甘油。
PI也在内质网中，CDP-二酰基甘油与肌醇通过PI合成酶的作用生成PI和单磷酸胞苷（CMP）。磷脂酰甘油磷酸（PGP）是由甘油-3- p和CDP-DG通过PGP合成酶（PGPS）合成的，PGP合成酶主要位于内质网，在线粒体中活性较低。随后，PGP磷酸酶（PGP- pase）将PGP脱磷生成PG。
磷脂的功能
抗炎
膳食中补充PLs可以治疗炎症性疾病，调节炎症反应。在小鼠模型中，大豆PC被证明可以有效地减少关节炎的炎症反应和类似的炎症过程。PLs被证明可以改善包括非甾体抗炎药在内的一些药物的药代动力学，增加非甾体抗炎药在急性和慢性关节炎模型中的抗炎和镇痛活性。
抗癌
PLs在抑制肿瘤和转移方面发挥重要作用。癌细胞的细胞膜具有特殊的特性，具有转移能力的肿瘤细胞膜失去正常细胞的粘附特性，使得癌细胞与周围的（肿瘤）组织分离，并迁移到其他组织或器官，导致肿瘤转移。调节脂筏的组成和密度可能会潜在地改变癌细胞的活性和转移行为。
调节血脂/降低心血管疾病风险
口服膳食PLs补充剂与血脂状况和心血管风险的关系已被广泛研究。相关研究报道大豆PLs对原发性高脂血症患者有显著的总胆固醇降低作用，而且还可以防止血小板聚集。因此，在控制血小板功能的同时，降脂药物与PLs的联合治疗可能是治疗高胆固醇血症更有效的方法。
调节神经发育
与年龄有关的记忆障碍是一种渐进的，生理上正常的记忆功能退化，它几乎影响到每个人。众所周知，随着年龄的增长，脑细胞的脂质成分会发生变化。大脑中n-3系列多不饱脂肪酸（3-PUFA）的含量随年龄增加而减少，膜流动性下降，胆碱活性降低，需要PC和PUFAs的刺激以及神经递质的释放。有研究者认为老年人的记忆力下降和学习能力下降是脑组织中的PC和PUFAs减少的结果，PLs也被证明是PUFAs重要和有效的载体。
调节免疫
细胞膜内的胆固醇/PL（C/PL）随着年龄的增长而增加。细胞膜组成的变化对它们的性质和功能有影响，例如在淋巴细胞中，C/PL比值的增加会降低其免疫功能。研究表明，淋巴细胞的膜粘度可以通过恢复最佳的C/PL比来调节。增加淋巴细胞细胞膜中PL的含量有望恢复老年人的免疫功能。
治疗肝病
PLs已被广泛用于治疗肝脏疾病，包括病毒性肝炎和酒精诱导的肝损伤。在一项包括慢性酒精消费和酒精诱导肝损伤患者的临床试验中，大豆PC治疗被证明对改善肝脏相关症状（如胆汁淤积和黄疸）有效，同时肝脏抗氧化状态也得到恢复。
参考文献
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