Phosphatidic acid
फॉस्फेटिडिक एसिड आयनिक फॉस्फोलिपिड्स हैं जो कोशिका संकेत और लिपिड-गेटेड आयन चैनलों के प्रत्यक्ष सक्रियण के लिए महत्वपूर्ण हैं। फॉस्फेटिडिक एसिड के हाइड्रोलिसिस से ग्लिसरॉल और फॉस्फोरिक एसिड के एक-एक अणु और फैटी एसिड के दो अणु पैदा होते हैं। वे द्विस्तरीय में फॉस्फोलिपिड्स के लगभग 0.25% का गठन करते हैं। संरचना फॉस्फेटिडिक एसिड में एक ग्लिसरॉल रीढ़ होती है, जिसमें सामान्य रूप से, कार्बन-1 से बंधा एक संतृप्त वसा एसिड, कार्बन-2 से बंधा एक असंतृप्त वसा एसिड और कार्बन-3 से बंधा एक फॉस्फेट समूह होता है। डी नोवो संश्लेषण के अलावा, पी. ए. को तीन तरीकों से बनाया जा सकता हैः फॉस्फोलाइपेज डी (पी. एल. डी.) द्वारा, पी. ए. और कोलीन का उत्पादन करने के लिए फॉस्फेटिडिलकोलाइन (पी. सी.) के पी. ओ. बंधन के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से। डीएजी किनेज (डीएजीके) द्वारा डायसिलग्लिसरॉल (डीएजी) के फॉस्फोराइलेशन द्वारा। लाइसोपा-एसाइलट्रांसफेरेज (एल. पी. ए. ए. टी.) द्वारा लाइसोफॉस्फेटिडिक एसिड के एसिलेशन द्वारा; यह सबसे आम मार्ग है। पी. ए. के डी नोवो संश्लेषण के लिए ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट मार्ग यहाँ दिखाया गया हैः इसके अलावा, पी. ए. को लिपिड फॉस्फेट फॉस्फोहाइड्रोलेस (एल. पी. पी.) द्वारा डी. ए. जी. में या फॉस्फोलाइपेज ए (पी. एल. ए.) द्वारा लाइसो-पी. ए. में परिवर्तित किया जा सकता है। कोशिका में भूमिका कोशिका में पी. ए. की भूमिका को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता हैः पी. ए. कई अन्य लिपिड के जैव संश्लेषण का अग्रदूत है। पी. ए. के भौतिक गुण झिल्ली वक्रता को प्रभावित करते हैं। पी. ए. एक संकेत लिपिड के रूप में कार्य करता है, जो उपयुक्त झिल्ली में साइटोसोलिक प्रोटीन की भर्ती करता है (जैसे, स्फिंगोसाइन किनेज़ 1)। ड्रोसोफिला में फोटोट्रांसडक्शन में पी. ए. बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। पी. ए. एक लिपिड लिगैंड है जो आयन चैनलों को प्रवेश द्वार बनाता है। लिपिड-गेटेड आयन चैनल भी देखें। पहली तीन भूमिकाएँ पारस्परिक रूप से विशिष्ट नहीं हैं। उदाहरण के लिए, पी. ए. झिल्ली वक्रता को बढ़ावा देकर और गर्दन के निर्माण और चुटकी के अधिक ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल कार्य को पूरा करने के लिए प्रोटीन की भर्ती करके पुटिका निर्माण में शामिल हो सकता है। बायोसिंथेसिस पी. ए. में भूमिका एक महत्वपूर्ण कोशिका लिपिड है जो कोशिका में सभी एसाइलग्लिसरॉल लिपिड के गठन (प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से) के लिए एक बायोसिंथेटिक अग्रदूत के रूप में कार्य करता है। स्तनधारी और खमीर कोशिकाओं में, दो अलग-अलग मार्ग पी. ए. के डी नोवो संश्लेषण, ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट मार्ग या डायहाइड्रोक्सीसेटोन फॉस्फेट मार्ग के लिए जाने जाते हैं। बैक्टीरिया में, केवल पूर्व मार्ग मौजूद होता है, और इस मार्ग को अवरुद्ध करने वाले उत्परिवर्तन घातक होते हैं, जो पी. ए. के महत्व को दर्शाते हैं। स्तनधारी और खमीर कोशिकाओं में, जहां इन मार्गों में एंजाइम अनावश्यक हैं, किसी एक एंजाइम का उत्परिवर्तन घातक नहीं है। हालांकि, यह ध्यान देने योग्य है कि इन विट्रो में, विभिन्न एसाइलट्रांसफेरेस एसाइल-सीओए के संबंध में अलग-अलग सब्सट्रेट विशिष्टताओं को प्रदर्शित करते हैं जो पी. ए. में शामिल किए जाते हैं। विभिन्न एसाइलट्रांसफेरेस में अलग-अलग अंतःकोशिकीय वितरण भी होते हैं, जैसे कि एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ई. आर.), माइटोकॉन्ड्रिया या पेरोक्सीसोम और सक्रिय वसा एसिड की स्थानीय सांद्रता। इससे पता चलता है कि स्तनधारी और खमीर कोशिकाओं में मौजूद विभिन्न एसाइलट्रांसफेरेस पी. ए. के विभिन्न पूल के उत्पादन के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। एल. पी. पी. द्वारा पी. ए. का डायसिलग्लिसरॉल (डी. ए. जी.) में रूपांतरण फॉस्फेटिडिल्कोलिन (पी. सी.), फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन (पी. ई.) और फॉस्फेटिडिलसेरिन (पी. एस.) के उत्पादन के लिए प्रतिबद्धता कदम है। इसके अलावा, डी. ए. जी. को सी. डी. पी.-डी. ए. जी. में भी परिवर्तित किया जाता है, जो फॉस्फेटिडिलग्लिसरॉल (पी. जी.), फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल (पी. आई.) और फॉस्फोइनोसिटाइड (पी. आई. पी., पी. आई. पी. 2, पी. आई. पी. 3) के लिए एक अग्रदूत है। पी. ए. सांद्रता को शक्तिशाली एल. पी. पी. की गतिविधि द्वारा कोशिका में बेहद कम स्तर पर बनाए रखा जाता है। ये पी. ए. को बहुत तेजी से डी. ए. जी. में परिवर्तित कर देते हैं और क्योंकि डी. ए. जी. कई अन्य लिपिड के लिए अग्रदूत है, यह भी जल्द ही अन्य झिल्ली लिपिड में चयापचय हो जाता है। इसका मतलब है कि पी. ए. उत्पादन में किसी भी अप्रेगुलेशन का मिलान, समय के साथ, एल. पी. पी. और डी. ए. जी. चयापचय एंजाइमों में एक संबंधित अप्रेगुलेशन के साथ किया जा सकता है। इसलिए, लिपिड संश्लेषण और कोशिका के जीवित रहने के लिए पी. ए. आवश्यक है, फिर भी, सामान्य परिस्थितियों में, कोशिका में बहुत कम स्तर पर बनाए रखा जाता है। जैवभौतिकीय गुण पी. ए. एक अद्वितीय फॉस्फोलिपिड है जिसमें एक छोटा उच्च आवेशित शीर्ष समूह होता है जो ग्लिसरॉल रीढ़ की हड्डी के बहुत करीब होता है। पी. ए. को पुटिका विखंडन और संलयन दोनों में भूमिका निभाने के लिए जाना जाता है, और ये भूमिकाएँ पी. ए. के जैवभौतिकीय गुणों से संबंधित हो सकती हैं। झिल्ली उभरने या संलयन के स्थानों पर, झिल्ली अत्यधिक घुमावदार हो जाती है या हो जाती है। पुटिकाओं के उभरने में एक प्रमुख घटना, जैसे कि गोल्गी से परिवहन वाहक, झिल्ली गर्दन का निर्माण और उसके बाद संकुचित होना है। अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि यह प्रक्रिया लिपिड-संचालित हो सकती है, और इसके समान, अद्वितीय आणविक आकार के कारण डी. ए. जी. के लिए एक केंद्रीय भूमिका का अनुमान लगाया है। दो एसाइल श्रृंखलाओं की उपस्थिति लेकिन कोई हेडग्रुप नहीं होने के परिणामस्वरूप झिल्ली में एक बड़ी नकारात्मक वक्रता होती है। एल. पी. ए. ए. टी. बी. ए. आर. एस.-50 को भी गोल्गी से उभरने में शामिल किया गया है। इससे पता चलता है कि लाइसोपा का पी. ए. में रूपांतरण झिल्ली वक्रता को प्रभावित कर सकता है। एल. पी. ए. ए. टी. गतिविधि एसाइल श्रृंखलाओं की संख्या को दोगुना कर देती है, जिससे लिपिड के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में बहुत वृद्धि होती है जो झिल्ली के भीतर स्थित होता है जबकि सतह का शीर्ष समूह अपरिवर्तित रहता है। इसके परिणामस्वरूप अधिक नकारात्मक झिल्ली वक्रता हो सकती है। यूट्रेक्ट विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने 31पी-एन. एम. आर. का उपयोग करके लिपिड बाइलेयर से नॉनलैमेलर चरणों में पी. ई. के संक्रमण तापमान पर पड़ने वाले प्रभाव को मापकर झिल्ली वक्रता पर लाइसोपा बनाम पी. ए. के प्रभाव को देखा है। इन लिपिडों द्वारा प्रेरित वक्रता न केवल लाइसोपा बनाम पीए की संरचना पर निर्भर करती है, बल्कि गतिशील गुणों पर भी निर्भर करती है, जैसे कि प्रमुख समूहों का जलयोजन और अंतर-और इंट्रामोलिकुलर अंतःक्रिया। उदाहरण के लिए, Ca2 + एक तटस्थ लेकिन अत्यधिक घुमावदार परिसर बनाने के लिए दो PA के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है। हेडग्रुप के अन्यथा प्रतिकारक आवेशों का निष्क्रियकरण और किसी भी स्टेरिक बाधा की अनुपस्थिति एसाइल श्रृंखलाओं के बीच मजबूत अंतर-आणविक अंतःक्रिया को सक्षम बनाती है, जिसके परिणामस्वरूप पी. ए.-समृद्ध माइक्रोडोमेन होते हैं। इस प्रकार इन विट्रो में, पी. एच., तापमान और कैटायन सांद्रता में शारीरिक परिवर्तनों का पी. ए. और लाइसोपा द्वारा प्रेरित झिल्ली वक्रता पर मजबूत प्रभाव पड़ता है। लाइसोपा, पी. ए. और डी. ए. जी. का अंतःपरिवर्तन-और पी. एच. और कैटायन सांद्रता में परिवर्तन-झिल्ली के झुकने और अस्थिरता का कारण बन सकता है, जो केवल उनके जैवभौतिकीय गुणों के आधार पर झिल्ली के विखंडन में प्रत्यक्ष भूमिका निभा सकता है। हालांकि, हालांकि पी. ए. और लाइसोपा को इन विट्रो में झिल्ली वक्रता को प्रभावित करने के लिए दिखाया गया है; विवो में उनकी भूमिका स्पष्ट नहीं है। झिल्ली वक्रता को बढ़ावा देने में लाइसोपा, पीए और डीएजी की भूमिकाएं झिल्ली में प्रोटीन की भर्ती में भूमिका को नहीं रोकती हैं। उदाहरण के लिए, जटिल लाइपोसोम के संलयन के लिए Ca2 + की आवश्यकता एनेक्सिन I के जुड़ने से बहुत अधिक प्रभावित नहीं होती है, हालांकि यह पी. एल. डी. द्वारा कम हो जाती है। हालांकि, एनेक्सिन I और पी. एल. डी. के साथ, संलयन की सीमा बहुत बढ़ जाती है, और सी. ए. 2 + की आवश्यकता लगभग 1000 गुना कम हो जाती है और लगभग शारीरिक स्तर तक कम हो जाती है। इस प्रकार पी. ए. की चयापचय, जैवभौतिकीय, भर्ती और संकेत भूमिकाएं परस्पर संबंधित हो सकती हैं। संकेत देने में भूमिका पी. ए. को झिल्ली के बड़े हिस्से में कम रखा जाता है ताकि अस्थायी रूप से फट सके और उच्च सांद्रता में स्थानीय रूप से संकेत दिया जा सके। उदाहरण के लिए टी. आर. ई. के.-1 चैनल पी. एल. डी. के साथ स्थानीय सहयोग और पी. ए. के उत्पादन द्वारा सक्रिय किए जाते हैं। टी. आर. ई. के.-1 के लिए पी. ए. का पृथक्करण स्थिरांक लगभग 10 माइक्रोमोलर है। झिल्ली में पी. ए. की कम सांद्रता के साथ अपेक्षाकृत कमजोर बंधन चैनल को बंद करने की अनुमति देता है। सक्रियण के लिए स्थानीय उच्च सांद्रता स्थानीय लिपिड प्रसार में कम से कम कुछ प्रतिबंधों का सुझाव देती है। उच्च स्थानीय विस्फोटों के साथ संयुक्त रूप से पी. ए. की थोक कम सांद्रता पी. आई. पी. 2 संकेत के विपरीत है। पी. आई. पी. 2 को झिल्ली में अपेक्षाकृत अधिक रखा जाता है और फिर पी. आई. पी. 2 संकेत को क्षणिक रूप से कम करने के लिए एक प्रोटीन के पास क्षणिक रूप से हाइड्रोलाइज किया जाता है। पी. ए. संकेत पी. आई. पी. 2 संकेत को दर्शाता है कि एक लक्षित प्रोटीन पर एक शक्तिशाली स्थानीय प्रभाव डालने के लिए संकेत लिपिड की थोक सांद्रता को बदलने की आवश्यकता नहीं है। जैसा कि ऊपर वर्णित है, पी. एल. डी. पी. सी. को हाइड्रोलाइज करके पी. ए. और कोलीन बनाता है। चूँकि कोलीन कोशिका में बहुत प्रचुर मात्रा में होता है, पी. एल. डी. गतिविधि कोलीन के स्तर को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती है और कोलीन के संकेत देने में कोई भूमिका निभाने की संभावना नहीं है। कई संकेत संदर्भों में पी. एल. डी. सक्रियण की भूमिका, कोलीन के लिए एक भूमिका की कमी के साथ, यह बताती है कि संकेत देने में पी. ए. महत्वपूर्ण है। हालाँकि, पी. ए. तेजी से डी. ए. जी. में परिवर्तित हो जाता है, और डी. ए. जी. को एक संकेत अणु के रूप में भी जाना जाता है। यह सवाल उठाता है कि क्या संकेत देने में पी. ए. की कोई प्रत्यक्ष भूमिका है या क्या यह केवल डी. ए. जी. उत्पादन के लिए एक अग्रदूत के रूप में कार्य करता है। यदि यह पाया जाता है कि पी. ए. केवल डी. ए. जी. अग्रदूत के रूप में कार्य करता है, तो यह सवाल उठाया जा सकता है कि कोशिकाओं को दो एंजाइमों का उपयोग करके डी. ए. जी. का उत्पादन क्यों करना चाहिए, जबकि उनमें पी. एल. सी. होता है जो एक ही चरण में डी. ए. जी. का उत्पादन कर सकता है। पी. एल. डी. या डी. ए. जी. के. द्वारा उत्पादित पी. ए. को [γ-32 पी] ए. टी. पी. के जोड़ से अलग किया जा सकता है। इससे पता चलेगा कि क्या फॉस्फेट समूह नए सिरे से काइनेज गतिविधि से प्राप्त हुआ है या क्या यह पीसी से उत्पन्न हुआ है। हालाँकि पी. ए. और डी. ए. जी. अंतर-परिवर्तनीय हैं, लेकिन वे एक ही मार्ग पर कार्य नहीं करते हैं। पी. एल. डी. को सक्रिय करने वाले उत्तेजक डी. ए. जी. के नीचे की ओर एंजाइमों को सक्रिय नहीं करते हैं, और इसके विपरीत। उदाहरण के लिए, यह दिखाया गया था कि झिल्ली में पी. एल. डी. को जोड़ने से [32 पी]-लेबल वाले पी. ए. और [32 पी]-लेबल वाले फॉस्फोइनोसाइटाइड्स का उत्पादन होता है। डी. ए. जी. के. अवरोधकों का जोड़ [32 पी]-लेबल वाले पी. ए. के उत्पादन को समाप्त करता है लेकिन फॉस्फोइनोसाइटाइड्स के पी. एल. डी.-उत्तेजित उत्पादन को नहीं। यह संभव है कि, हालांकि पी. ए. और डी. ए. जी. अंतर-परिवर्तनीय हैं, संकेत और गैर-संकेत लिपिड के अलग-अलग पूल बनाए रखे जा सकते हैं। अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि डी. ए. जी. संकेत बहुअसंतृप्त डी. ए. जी. द्वारा मध्यस्थता की जाती है, जबकि पी. एल. डी.-व्युत्पन्न पी. ए. मोनोअनसैचुरेटेड या संतृप्त होता है। इस प्रकार कार्यात्मक संतृप्त/मोनोअनसैचुरेटेड पी. ए. को हाइड्रोलाइज़ करके गैर-कार्यात्मक संतृप्त/मोनोअनसैचुरेटेड डी. ए. जी. बनाया जा सकता है, जबकि कार्यात्मक पॉलीअनसैचुरेटेड डी. ए. जी. को गैर-कार्यात्मक पॉलीअनसैचुरेटेड पी. ए. में परिवर्तित करके अपघटित किया जा सकता है। इस मॉडल से पता चलता है कि पी. ए. और डी. ए. जी. प्रभावकों को एक ही शीर्ष समूह के साथ लेकिन अलग-अलग एसाइल श्रृंखलाओं के साथ लिपिड को अलग करने में सक्षम होना चाहिए। हालांकि कुछ लिपिड-बाइंडिंग प्रोटीन झिल्ली में खुद को डालने में सक्षम होते हैं और काल्पनिक रूप से एसाइल श्रृंखला के प्रकार या झिल्ली के परिणामी गुणों को पहचान सकते हैं, कई लिपिड-बाइंडिंग प्रोटीन साइटोसोलिक होते हैं और केवल लिपिड के हेडग्रुप को बांधकर झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं। शायद विभिन्न एसाइल श्रृंखलाएं झिल्ली में शीर्ष-समूह के कोण को प्रभावित कर सकती हैं। यदि ऐसा है, तो यह सुझाव देता है कि एक पी. ए.-बाध्यकारी क्षेत्र को न केवल पी. ए. को विशेष रूप से बांधने में सक्षम होना चाहिए, बल्कि उन शीर्ष-समूहों की पहचान करने में भी सक्षम होना चाहिए जो सही कोण पर हैं। तंत्र जो भी हो, ऐसी विशिष्टता संभव है। यह सुअर वृषण डी. ए. जी. के. में देखा जाता है जो पॉलीअनसैचुरेटेड डी. ए. जी. के लिए विशिष्ट है और दो चूहे हेपेटोसाइट एल. पी. पी. में देखा जाता है जो विभिन्न गतिविधियों के साथ विभिन्न पी. ए. प्रजातियों को डीफॉस्फोरिलेट करते हैं। इसके अलावा, पीएस इन विट्रो द्वारा एसके1 गतिविधि की उत्तेजना इस बात पर निर्भर करती है कि क्या डायोलियोइल (सी18:1), डिस्टियरॉयल (सी18:0), या 1-स्टियरॉयल, पी. एस. की 2-ओलियोइल प्रजातियों का उपयोग किया गया था। इस प्रकार ऐसा लगता है कि, हालांकि पी. ए. और डी. ए. जी. परस्पर परिवर्तनीय हैं, लिपिड की विभिन्न प्रजातियों में अलग-अलग जैविक गतिविधियाँ हो सकती हैं; और यह दोनों लिपिड को अलग-अलग संकेत मार्ग बनाए रखने में सक्षम बना सकता है। पी. ए. उत्पादन का मापन चूंकि पी. ए. तेजी से डी. ए. जी. में परिवर्तित हो जाता है, इसलिए यह कोशिका में बहुत कम समय तक रहता है। इसका मतलब है कि पी. ए. उत्पादन को मापना और इसलिए कोशिका में पी. ए. की भूमिका का अध्ययन करना मुश्किल है। हालांकि, पी. एल. डी. गतिविधि को कोशिका में प्राथमिक अल्कोहल को जोड़कर मापा जा सकता है। पी. एल. डी. तब हाइड्रोलिसिस के बजाय एक ट्रांसफॉस्फेटिडिलेशन प्रतिक्रिया करता है, जो पी. ए. के स्थान पर फॉस्फेटिडिल अल्कोहल का उत्पादन करता है। फॉस्फेटिडाइल अल्कोहल चयापचय के अंतिम छोर पर होते हैं, और इन्हें आसानी से निकाला और मापा जा सकता है। इस प्रकार पी. एल. डी. गतिविधि और पी. ए. उत्पादन (यदि पी. ए. स्वयं नहीं है) को मापा जा सकता है, और पी. ए. के गठन को अवरुद्ध करके, सेलुलर प्रक्रियाओं में पी. ए. की भागीदारी का अनुमान लगाया जा सकता है। प्रोटीन इंटरएक्टर एस. के. 1 पी. डी. ई. 4ए1 राफ़1 एम. टी. ओ. आर. पी. पी. 1 एस. एच. पी. 1 एस. पी. ओ. 20पी पी. 47फॉक्स पी. के. सी. ई. पी. एल. सी. बी. पी. 5के. ओपिक1 टी. आर. ई. के.-1 के. वी. Kir2.2 संदर्भ बाहरी लिंक जैव अणु संकेत ट्रांसडक्शन ऑर्गेनोफॉस्फेट