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Lipide
"Ohne Lipide könnte keine der auf unserem Planeten vorkommende Lebensformen existieren. Zur Klasse der Lipide gehören die amphiphilen Phospholipide und Sphingolipide, welche die Membran aller Zellen bilden."Mit diesen Sätzen beginnt das Kapitel über die Lipide im Lehrbuch der Biochemie und Pathobiochemie, 6. Auflage 1997, Löffler und Petrides, erschienen in Springer Verlag. Phospholipide Das Phospholipid Lecithin stellt den Hauptlipidanteil biologischer Membrane, in denen z.B. das Proteolipidprotein der Myelinmembran eingebettet ist. Sie besitzen amphiphile Eigenschaften, sowohl hydrophil, als auch hydrophob. Sie eignen sich daher ideal, als Membran polare von apolaren Medien zu trennen. Manche Proteine sind ebenso amphiphil gebaut und können mit den Lipiden auf idealer Weise in Wechselwirkung treten.   Abbildung 1: Die Phosphatidsäure Die Glycerophospholipide Phosphatidylserin, -ethanolamin, -glycerin, -inositol und -cholin, um einige davon zu nennen, haben ein gemeinsames Grundgerüst, die Phosphatidsäure. Die Kohlenstoffatome des Glycerin Nr. 1 (sn1) und 3 (sn3) sind nicht gleichwertig, sie sind pro-chiral. An dem sn-1 Kohlenstoffatom sind die Fettsäuren meist gesättigt, an dem sn-2 Kohlenstoffatom ungesättigt. Die Lipidomik beschäftigt sich u.a. mit der Frage, welche Lipide werden wo in welcher Menge eingesetzt, um ihren vielfältigen Aufgaben gerecht zu werden. Welche immense Aufgaben die Lipidomik bereitet, lässt sich aus den Arbeiten von Houston et al. [1] und Fujita et al. [2] ermessen. Monolayer, Mizellen, Vesikeln und Biomembrane Wässrige Emulsion von Phosphatidylcholin (Lecithin) in Wasser bilden, je nach Konzentration, unterschiedliche Strukturen. An Wasser-Luft-Grenzfläche bilden sie Monolayer, in geringer Konzentration im Wasser emulgiert Mizellen und in höheren Konzentrationen Vesikeln oder ausgedehnte Lipiddoppelschicht (Bilayer). Reproduzierbar erhält man definierte Lecithin-Vesikeln mittels Behandlung mit Ultraschall.  Abbildung 2: Von links nach rechts, "Monolayer", Mizelle, Vesikel und Lipiddoppelschicht. Die "Köpfe" sind polar und die "Schwänze" sind apolar. Die Alveoli-Oberfläche wird zur Luft hin von einer Dipalmitoyllecithin Monolayer begrenzt. Der Sauerstoffaustausch erfolgt durch diese Monolayer. Ohne sie und die durch sie zusammen mit den "surfactant" Proteinen aufrecht erhaltene Oberflächenspannung würden die Lungenbläschen zusammenfallen [3,4]. Die Lipoproteine des Blutplasmas sind Beispiele für eine Zusammenarbeit zwischen Lipiden und Proteine in Form einer Mizelle. Je nach Art des beteiligten Proteins resultieren daraus HDL, LDL, VLDL etc. Sie sind unerlässliche Cholesterin und Triglyceridtransporter zwischen Darm, Leber und dem übrigen Körper. Die grundlegenden Strukturen der Lipoproteine wurden bereits in 1974 geklärt [5,6] Die Vesikeln nutzt die Zelle, um in ihrem Inneren Moleküle von einem zum anderen Kompartimenten zu transportieren. Für diese Aufgabe werden "Adressierungsmoleküle" auf ihrer Oberfläche angeheftet, damit die Empfänger erkennen können, dass die Fracht für sie bestimmt sind. Die ausgedehnte Doppelschicht schließlich wird genutzt, um sowohl die Zelle selbst, als auch die Organnelen im Inneren von der Umgebung abzugrenzen, um nicht zu sagen zu isolieren, denn durch sie erfolgt ein reger Stoff- und Informationsaustausch. Literatur:
02 August 2010 Zentrum für Biochemie, Joseph-Stelzmann-Straße 52, D50931 Köln Kritik und Anregungen: Budi Tunggal Telefon: +49 221 4786930, Telefax: +49 221 4786979  |