फॉस्फोलिपिड्स के प्राथमिक कार्य क्या हैं?

फॉस्फोलिपिड बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स की कोशिकाओं में प्रचलित हैं। वे फॉस्फेट हेड और लिपिड टेल से बने अणु होते हैं। सिर को पानी से प्यार करने वाला या हाइड्रोफिलिक माना जाता है, जबकि पूंछ हाइड्रोफोबिक या पानी के लिए विकर्षक है। इसलिए फॉस्फोलिपिड्स को एम्फीफिलिक कहा जाता है। फॉस्फोलिपिड्स की इस दोहरी प्रकृति के कारण, कई प्रकार के पानी वाले वातावरण में खुद को दो परतों में व्यवस्थित करते हैं। इसे फॉस्फोलिपिड बाइलेयर कहा जाता है। फॉस्फोलिपिड संश्लेषण मुख्य रूप से एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में होता है। जैवसंश्लेषण के अन्य क्षेत्रों में गोल्गी तंत्र और माइटोकॉन्ड्रिया शामिल हैं। फॉस्फोलिपिड कोशिकाओं के अंदर विभिन्न तरीकों से कार्य करते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

फॉस्फोलिपिड्स हाइड्रोफिलिक फॉस्फेट हेड्स और हाइड्रोफोबिक लिपिड टेल्स वाले अणु होते हैं। इनमें सेलुलर झिल्ली शामिल है, कुछ सेलुलर प्रक्रियाओं को विनियमित करते हैं, और दोनों स्थिर और गतिशील गुण होते हैं जो दवा वितरण में सहायता कर सकते हैं।

फॉस्फोलिपिड कोशिका की रक्षा के लिए कोशिकीय झिल्लियों में अवरोध प्रदान करते हैं, और वे उन कोशिकाओं के भीतर जीवों के लिए अवरोध बनाते हैं। फॉस्फोलिपिड झिल्ली में विभिन्न पदार्थों के लिए मार्ग प्रदान करने का काम करते हैं। झिल्ली प्रोटीन फॉस्फोलिपिड बाईलेयर का संवर्धन करते हैं; ये कोशिका संकेतों पर प्रतिक्रिया करते हैं या कोशिका झिल्ली के लिए एंजाइम या परिवहन तंत्र के रूप में कार्य करते हैं। फॉस्फोलिपिड बाइलेयर पानी, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड जैसे आवश्यक अणुओं को आसानी से अनुमति देता है झिल्ली को पार करते हैं, लेकिन बहुत बड़े अणु इस तरह से कोशिका में प्रवेश नहीं कर सकते हैं या नहीं कर सकते हैं सब। फॉस्फोलिपिड्स और प्रोटीन के इस संयोजन के साथ, कोशिका को चुनिंदा पारगम्य कहा जाता है, केवल कुछ पदार्थों को स्वतंत्र रूप से और अन्य को अधिक जटिल बातचीत के माध्यम से अनुमति देता है।

फॉस्फोलिपिड कोशिका की झिल्लियों को संरचना प्रदान करते हैं, जो बदले में ऑर्गेनेल को व्यवस्थित रखते हैं और अधिक कुशलता से काम करने के लिए विभाजित, लेकिन यह संरचना झिल्ली के लचीलेपन में भी सहायता करती है और तरलता। कुछ फॉस्फोलिपिड झिल्ली के नकारात्मक वक्रता को प्रेरित करते हैं, जबकि अन्य उनके मेकअप के आधार पर सकारात्मक वक्रता उत्पन्न करते हैं। प्रोटीन भी झिल्ली वक्रता में योगदान करते हैं। फॉस्फोलिपिड भी झिल्लियों में अनुवाद कर सकते हैं, अक्सर विशेष प्रोटीन जैसे कि फ़्लिपेज़, फ़्लॉपेज़ और स्क्रैम्बलेज़ द्वारा। फॉस्फोलिपिड झिल्ली के सतह आवेश में भी योगदान करते हैं। इसलिए जबकि फॉस्फोलिपिड स्थिरता, उनके संलयन और उनके विखंडन में योगदान करते हैं, वे सामग्री और संकेतों के परिवहन में भी सहायता करते हैं। इसलिए फॉस्फोलिपिड्स झिल्ली को सरल बाइलेयर बाधाओं के बजाय अत्यधिक गतिशील बनाते हैं। और जबकि फॉस्फोलिपिड विभिन्न प्रक्रियाओं में मूल रूप से विचार से अधिक योगदान करते हैं, वे प्रजातियों में सेलुलर झिल्ली के स्टेबलाइजर्स बने रहते हैं।

बेहतर तकनीक के साथ, वैज्ञानिक फ्लोरोसेंट जांच के माध्यम से जीवित कोशिकाओं के भीतर कुछ फॉस्फोलिपिड्स की कल्पना करने में सक्षम हैं। फॉस्फोलिपिड कार्यक्षमता को स्पष्ट करने के अन्य तरीकों में नॉकआउट प्रजातियों (जैसे चूहों) का उपयोग करना शामिल है जिसमें अधिक-व्यक्त लिपिड-संशोधित एंजाइम होते हैं। यह फॉस्फोलिपिड्स के लिए अधिक कार्यों को समझने में सहायता करता है।

फास्फोलिपिड्स बाइलेयर बनाने से अलग एक सक्रिय भूमिका निभाते हैं। फॉस्फोलिपिड कोशिका के अस्तित्व को सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक और विद्युत प्रक्रियाओं की एक ढाल बनाए रखते हैं। वे एक्सोसाइटोसिस, केमोटैक्सिस और साइटोकाइनेसिस को विनियमित करने के लिए भी आवश्यक हैं। कुछ फॉस्फोलिपिड फागोसाइटोसिस में एक भूमिका निभाते हैं, फागोसोम बनाने के लिए कणों को घेरने के लिए काम करते हैं। फॉस्फोलिपिड्स एंडोसाइटोसिस में भी योगदान करते हैं, जो रिक्तिका की पीढ़ी है। इस प्रक्रिया में कणों के चारों ओर झिल्ली का बंधन, विस्तार और अंत में विखंडन शामिल है। परिणामी एंडोसोम और फागोसोम में बदले में अपने स्वयं के लिपिड बाईलेयर होते हैं।

फॉस्फोलिपिड्स विकास, सिनैप्टिक ट्रांसमिशन और प्रतिरक्षा निगरानी से संबंधित सेलुलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

फॉस्फोलिपिड्स का एक अन्य कार्य परिसंचारी लिपोप्रोटीन को इकट्ठा करना है। ये प्रोटीन रक्त में लिपोफिलिक ट्राइग्लिसराइड्स और कोलेस्ट्रॉल के लिए परिवहन की आवश्यक भूमिका निभाते हैं।

फॉस्फोलिपिड्स शरीर में इमल्सीफायर के रूप में भी काम करते हैं, जैसे कि जब वे वसा-पदार्थ अवशोषण के लिए मिसेल बनाने के लिए पित्ताशय की थैली में कोलेस्ट्रॉल और पित्त एसिड के साथ मिश्रित होते हैं। फॉस्फोलिपिड्स जोड़ों, एल्वियोली और शरीर के अन्य हिस्सों जैसी चीजों के लिए सतहों को गीला करने की भूमिका निभाते हैं, जिन्हें सुचारू गति की आवश्यकता होती है।

यूकेरियोट्स में फॉस्फोलिपिड्स माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोसोम और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) में बनते हैं। अधिकांश फॉस्फोलिपिड एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में बने होते हैं। ईआर में, फॉस्फोलिपिड्स का उपयोग ईआर और अन्य ऑर्गेनेल के बीच गैर-वेस्कुलर लिपिड परिवहन में किया जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया में, फॉस्फोलिपिड सेलुलर होमियोस्टेसिस और माइटोकॉन्ड्रियल कामकाज के लिए कई भूमिका निभाते हैं।

फास्फोलिपिड्स जो बाइलेयर्स नहीं बनाते हैं, झिल्ली संलयन और झुकने में सहायता करते हैं।

यूकेरियोट्स में सबसे प्रचलित फॉस्फोलिपिड्स ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स हैं, जिनमें ग्लिसरॉल बैकबोन होता है। उनके पास एक प्रमुख समूह, हाइड्रोफोबिक साइड चेन और स्निग्ध श्रृंखलाएं हैं। इन फॉस्फोलिपिड्स का प्रमुख समूह रासायनिक श्रृंगार में भिन्न हो सकता है, जिससे फॉस्फोलिपिड्स की विविध किस्में हो सकती हैं। इन फॉस्फोलिपिड्स की संरचनाएं बेलनाकार से लेकर शंक्वाकार से लेकर व्युत्क्रम शंक्वाकार तक होती हैं, और इस तरह उनकी कार्यक्षमता भिन्न होती है। वे एंडोसाइटोसिस में सहायता के लिए कोलेस्ट्रॉल और स्फिंगोलिपिड्स के साथ काम करते हैं, वे लिपोप्रोटीन बनाते हैं, सर्फेक्टेंट के रूप में उपयोग किए जाते हैं और सेलुलर झिल्ली के मुख्य घटक होते हैं।

फॉस्फेटिडिक एसिड (पीए), जिसे फॉस्फेटिडेट भी कहा जाता है, में कोशिकाओं में फॉस्फोलिपिड का केवल एक छोटा प्रतिशत होता है। यह सबसे बुनियादी फॉस्फोलिपिड है और अन्य ग्लिसरॉफॉस्फोलिपिड्स के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है। इसमें एक शंक्वाकार आकृति होती है और इसके परिणामस्वरूप झिल्लियों की वक्रता हो सकती है। पीए माइटोकॉन्ड्रियल संलयन और विखंडन को बढ़ावा देता है और लिपिड चयापचय के लिए आवश्यक है। यह केमोटैक्सिस से जुड़े आरएसी प्रोटीन से बंधता है। यह भी माना जाता है कि इसकी आयनिक प्रकृति के कारण कई अन्य प्रोटीनों के साथ बातचीत होती है।

Phosphatidylcholine (PC) सबसे अधिक मात्रा में फॉस्फोलिपिड है, जो कुल लिपिड का 55 प्रतिशत तक बनाता है। पीसी एक आयन है जिसे ज़्विटेरियन के रूप में जाना जाता है, इसमें एक सिलेंडर आकार होता है और इसे बिलेयर बनाने के लिए जाना जाता है। पीसी एसिटाइलकोलाइन, एक महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटर की पीढ़ी के लिए एक घटक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। पीसी को अन्य लिपिड जैसे कि स्फिंगोमाइलिन में परिवर्तित किया जा सकता है। पीसी फेफड़ों में सर्फेक्टेंट के रूप में भी कार्य करता है और पित्त का एक घटक है। इसकी सामान्य भूमिका झिल्ली स्थिरीकरण की है।

Phosphatidylethanolamine (PE) भी काफी प्रचुर मात्रा में होता है, लेकिन कुछ हद तक शंक्वाकार होता है और इसमें बाइलेयर बनाने की प्रवृत्ति नहीं होती है। इसमें फॉस्फोलिपिड्स का 25 प्रतिशत हिस्सा होता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में प्रचुर मात्रा में होता है, और इसे माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा बनाया जा सकता है। पीई में पीसी की तुलना में अपेक्षाकृत छोटा हेड ग्रुप होता है। पीई मैक्रोऑटोफैगी के लिए जाना जाता है और झिल्ली संलयन में सहायता करता है।

कार्डियोलिपिन (सीएल) एक शंकु के आकार का फॉस्फोलिपिड डिमर है और माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाने वाला मुख्य गैर-द्विपरत फॉस्फोलिपिड है, जो सीएल बनाने वाले एकमात्र अंग हैं। कार्डियोलिपिन मुख्य रूप से आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर पाया जाता है और माइटोकॉन्ड्रिया में प्रोटीन गतिविधि को प्रभावित करता है। यह फैटी एसिड युक्त फॉस्फोलिपिड माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला परिसरों की कार्यक्षमता के लिए आवश्यक है। सीएल एक महत्वपूर्ण मात्रा में हृदय के ऊतकों का निर्माण करता है और कोशिकाओं और ऊतकों में पाया जाता है जिन्हें उच्च ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सीएल प्रोटॉन को एटीपी सिंथेज़ नामक एंजाइम की ओर आकर्षित करने का काम करता है। सीएल एपोप्टोसिस द्वारा कोशिका मृत्यु का संकेत देने में भी सहायता करता है।

Phosphatidylinositol (PI) कोशिकाओं में पाए जाने वाले फॉस्फोलिपिड का 15 प्रतिशत तक बनाता है। पीआई कई जीवों में पाया जाता है, और इसका प्रमुख समूह प्रतिवर्ती परिवर्तनों से गुजर सकता है। पीआई एक अग्रदूत के रूप में काम करता है जो तंत्रिका तंत्र में संदेश संचरण के साथ-साथ झिल्ली तस्करी और प्रोटीन लक्ष्यीकरण में सहायता करता है।

Phosphatidylserine (PS) में कोशिकाओं में फॉस्फोलिपिड्स का 10 प्रतिशत तक शामिल होता है। पीएस कोशिकाओं के अंदर और बाहर सिग्नलिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। पीएस तंत्रिका कोशिकाओं को कार्य करने में मदद करता है और तंत्रिका आवेग चालन को नियंत्रित करता है। पीएस एपोप्टोसिस (सहज कोशिका मृत्यु) में विशेषता है। पीएस में प्लेटलेट झिल्ली भी शामिल है और इसलिए यह थक्के बनाने में भूमिका निभाता है।

फॉस्फेटिडिलग्लिसरॉल (पीजी) बीआईएस (मोनोएसिलग्लिसरो) फॉस्फेट या बीएमपी के लिए एक अग्रदूत है, जो कई कोशिकाओं में मौजूद है और संभावित रूप से कोलेस्ट्रॉल परिवहन के लिए आवश्यक है। बीएमपी मुख्य रूप से स्तनधारियों की कोशिकाओं में पाया जाता है, जहां यह लगभग 1 प्रतिशत फॉस्फोलिपिड बनाता है। बीएमपी मुख्य रूप से बहुकोशिकीय निकायों में बना होता है और माना जाता है कि यह आवक झिल्ली नवोदित को प्रेरित करता है।

स्फिंगोमाइलिन (एसएम) फॉस्फोलिपिड का दूसरा रूप है। पशु कोशिका झिल्ली के श्रृंगार के लिए एसएम महत्वपूर्ण हैं। जबकि ग्लिसरॉफॉस्फोलिपिड्स की रीढ़ ग्लिसरॉल है, स्फिंगोमाइलिन की रीढ़ स्फिंगोसिन है। एसएम फॉस्फोलिपिड्स के बिलेयर्स कोलेस्ट्रॉल के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं, और अधिक संकुचित होते हैं, फिर भी पानी की पारगम्यता कम हो जाती है। एसएम में लिपिड राफ्ट, झिल्ली में स्थिर नैनोडोमेंस शामिल होते हैं जो झिल्ली की छंटाई, सिग्नल ट्रांसडक्शन और प्रोटीन के परिवहन के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।

फॉस्फोलिपिड की शिथिलता से चारकोट-मैरी-टूथ परिधीय न्यूरोपैथी, स्कॉट सिंड्रोम और असामान्य लिपिड अपचय जैसे कई विकार होते हैं, जो कई ट्यूमर से जुड़ा होता है।

जीन उत्परिवर्तन के कारण होने वाले आनुवंशिक विकार फॉस्फोलिपिड जैवसंश्लेषण और चयापचय में शिथिलता पैदा कर सकते हैं। ये माइटोकॉन्ड्रिया से संबंधित विकारों में काफी उल्लेखनीय साबित होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया में एक कुशल लिपिड नेटवर्किंग की आवश्यकता होती है। फॉस्फोलिपिड्स कार्डियोलिपिन, फॉस्फेटिडिक एसिड, फॉस्फेटिडिलग्लिसरॉल और फॉस्फेटिडेलेथेनॉलमाइन सभी माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्ली को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इन प्रक्रियाओं को प्रभावित करने वाले जीन के उत्परिवर्तन कभी-कभी आनुवंशिक रोगों का कारण बनते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल एक्स-लिंक्ड बीमारी बार्थ सिंड्रोम (बीटीएचएस) में, स्थितियों में कंकाल की मांसपेशियों की कमजोरी, कम होना शामिल है वृद्धि, थकान, मोटर विलंब, कार्डियोमायोपैथी, न्यूट्रोपेनिया और 3-मिथाइलग्लुटाकोनिक एसिडुरिया, एक संभावित घातक रोग। ये रोगी दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया प्रदर्शित करते हैं, जिसमें फॉस्फोलिपिड सीएल की मात्रा कम होती है।

गतिभंग (DCMA) के साथ पतला कार्डियोमायोपैथी, प्रारंभिक-शुरुआत फैली हुई कार्डियोमायोपैथी, गतिभंग के साथ प्रस्तुत करता है सेरेब्रम जो प्रगतिशील नहीं है (लेकिन जिसके परिणामस्वरूप मोटर देरी होती है), विकास विफलता और अन्य स्थितियां। यह रोग एक जीन के साथ कार्यात्मक मुद्दों के परिणामस्वरूप होता है जो सीएल रीमॉडेलिंग और माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन बायोजेनेसिस के नियमन में सहायता करता है।

MEGDEL सिंड्रोम एन्सेफैलोपैथी के साथ एक ऑटोसोमल रिसेसिव डिसऑर्डर के रूप में प्रस्तुत करता है, बहरापन का एक निश्चित रूप, मोटर और विकासात्मक देरी, और अन्य स्थितियां। प्रभावित जीन में, सीएल के अग्रदूत फॉस्फोलिपिड, पीजी में एक परिवर्तित एसाइल श्रृंखला होती है, जो बदले में सीएल को बदल देती है। इसके अतिरिक्त, जीन दोष फॉस्फोलिपिड बीएमपी के स्तर को कम करते हैं। चूंकि बीएमपी कोलेस्ट्रॉल के नियमन और तस्करी को नियंत्रित करता है, इसलिए इसके कम होने से अनस्टेरिफाइड कोलेस्ट्रॉल जमा हो जाता है।

जैसा कि शोधकर्ता फॉस्फोलिपिड्स की भूमिकाओं और उनके महत्व के बारे में अधिक सीखते हैं, यह आशा की जाती है कि उनके रोग से होने वाली बीमारियों के इलाज के लिए नए उपचार किए जा सकते हैं।

फॉस्फोलिपिड्स की जैव-संगतता उन्हें दवा वितरण प्रणाली के लिए आदर्श उम्मीदवार बनाती है। उनके एम्फीफिलिक (पानी से प्यार करने वाले और पानी से नफरत करने वाले दोनों घटकों से युक्त) निर्माण स्वयं-संयोजन के साथ और बड़े ढांचे को बनाने में सहायता करते हैं। फॉस्फोलिपिड्स अक्सर लिपोसोम बनाते हैं जो दवाओं को ले जा सकते हैं। फास्फोलिपिड अच्छे पायसीकारकों के रूप में भी कार्य करते हैं। दवा वितरण में सहायता के लिए फार्मास्युटिकल कंपनियां अंडे, सोयाबीन या कृत्रिम रूप से निर्मित फॉस्फोलिपिड्स से फॉस्फोलिपिड चुन सकती हैं। कृत्रिम फॉस्फोलिपिड्स सिर या पूंछ समूहों या दोनों को बदलकर ग्लिसरोफॉस्फोलिपिड्स से बनाए जा सकते हैं। ये सिंथेटिक फॉस्फोलिपिड प्राकृतिक फॉस्फोलिपिड की तुलना में अधिक स्थिर और अधिक शुद्ध होते हैं, लेकिन उनकी लागत अधिक होती है। प्राकृतिक या सिंथेटिक फॉस्फोलिपिड्स में फैटी एसिड की मात्रा उनकी एनकैप्सुलेशन दक्षता को प्रभावित करेगी।

फॉस्फोलिपिड्स लिपोसोम बना सकते हैं, विशेष पुटिकाएं जो कोशिका झिल्ली संरचना से बेहतर मेल खा सकती हैं। ये लिपोसोम तब हाइड्रोफिलिक या लिपोफिलिक दवाओं, नियंत्रित-रिलीज़ दवाओं और अन्य एजेंटों के लिए दवा वाहक के रूप में काम करते हैं। फॉस्फोलिपिड्स से बने लिपोसोम का उपयोग अक्सर कैंसर की दवाओं, जीन थेरेपी और टीकों में किया जाता है। दवा वितरण के लिए लिपोसोम को अत्यधिक विशिष्ट बनाया जा सकता है, जिससे उन्हें उस कोशिका झिल्ली के समान बनाया जा सकता है जिसे उन्हें पार करने की आवश्यकता होती है। लक्षित रोग की साइट के आधार पर लिपोसोम की फॉस्फोलिपिड सामग्री को बदला जा सकता है।

फॉस्फोलिपिड्स के पायसीकारी गुण उन्हें अंतःशिरा इंजेक्शन इमल्शन के लिए आदर्श बनाते हैं। इस उद्देश्य के लिए अक्सर अंडे की जर्दी और सोयाबीन फॉस्फोलिपिड इमल्शन का उपयोग किया जाता है।

यदि दवाओं की जैवउपलब्धता खराब है, तो कभी-कभी प्राकृतिक फ्लेवोनोइड्स का उपयोग फॉस्फोलिपिड्स के साथ कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए किया जा सकता है, जो दवा के अवशोषण में सहायता करते हैं। इन परिसरों में लंबी कार्रवाई के साथ स्थिर दवाओं का उत्पादन होता है।

जैसा कि निरंतर अनुसंधान तेजी से उपयोगी फॉस्फोलिपिड्स के बारे में अधिक जानकारी देता है, विज्ञान करेगा सेलुलर प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझने और अधिक लक्षित बनाने के लिए ज्ञान का लाभ उठाएं दवाई।