リン脂質は、細菌や真核生物の細胞に多く見られます。 それらは、リン酸の頭と脂質の尾からなる分子です。 頭は水を好むか親水性であると考えられていますが、尾は疎水性であるか、水をはじきます。 したがって、リン脂質は両親媒性と呼ばれます。 リン脂質のこの二重の性質のために、多くのタイプは、水っぽい環境で2つの層に自分自身を配置します。 これはリン脂質二重層と呼ばれます。 リン脂質の合成は、主に小胞体で起こります。 生合成の他の分野には、ゴルジ装置とミトコンドリアが含まれます。 リン脂質は細胞内でさまざまな方法で機能します。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
リン脂質は、親水性のリン酸ヘッドと疎水性の脂質テールを持つ分子です。 それらは細胞膜を含み、特定の細胞プロセスを調節し、薬物送達を助けることができる安定化と動的の両方の性質を持っています。
リン脂質は膜を形成します
リン脂質は、細胞を保護するために細胞膜にバリアを提供し、それらの細胞内の細胞小器官にバリアを作ります。 リン脂質は、膜を横切るさまざまな物質の経路を提供するように働きます。 膜タンパク質はリン脂質二重層をちりばめています。 これらは細胞シグナルに応答するか、細胞膜の酵素または輸送メカニズムとして機能します。 リン脂質二重層は、水、酸素、二酸化炭素などの必須分子が容易に 膜を通過しますが、非常に大きな分子はこの方法で細胞に入ることができないか、 すべて。 リン脂質とタンパク質のこの組み合わせにより、細胞は選択的に透過性であると言われ、より複雑な相互作用を介して特定の物質のみを自由に、他の物質のみを許可します。
リン脂質は細胞膜に構造を提供し、細胞小器官を組織化して維持します。 より効率的に機能するように分割されていますが、この構造は膜の柔軟性と 流動性。 リン脂質の中には、膜の負の湾曲を誘発するものもあれば、その構成に応じて正の湾曲を誘発するものもあります。 タンパク質も膜の湾曲に寄与します。 リン脂質は、多くの場合、フリッパス、フロッパス、スクランブレースなどの特殊なタンパク質によって、膜を越えて移動することもあります。 リン脂質は、膜の表面電荷にも寄与します。 したがって、リン脂質は安定性、融合、核分裂に寄与しますが、材料や信号の輸送にも役立ちます。 したがって、リン脂質は、単純な二重層バリアではなく、膜を非常に動的にします。 リン脂質は、当初考えられていた以上にさまざまなプロセスに寄与しますが、種を超えて細胞膜の安定剤のままです。
リン脂質の他の機能
より優れた技術により、科学者は蛍光プローブを介して生細胞内のいくつかのリン脂質を視覚化することができます。 リン脂質の機能を解明する他の方法には、過剰発現した脂質修飾酵素を有するノックアウト種（マウスなど）の使用が含まれます。 これは、リン脂質のより多くの機能を理解するのに役立ちます。
リン脂質は、二重層の形成とは別に積極的な役割を果たします。 リン脂質は、細胞の生存を確保するために、化学的および電気的プロセスの勾配を維持します。 それらはまた、エキソサイトーシス、走化性および細胞質分裂を調節するために不可欠です。 一部のリン脂質は食作用に関与し、粒子を取り囲んでファゴソームを形成します。 リン脂質は、液胞の生成であるエンドサイトーシスにも寄与します。 このプロセスは、粒子の周りの膜の結合、伸長、そして最後に切断を伴います。 得られたエンドソームとファゴソームは、順番に独自の脂質二重層を持っています。
リン脂質は、成長、シナプス伝達、免疫監視に関連する細胞プロセスを調節します。
リン脂質の別の機能は、循環リポタンパク質を組み立てることです。 これらのタンパク質は、血中の親油性トリグリセリドとコレステロールの輸送に不可欠な役割を果たします。
リン脂質は、胆嚢内でコレステロールや胆汁酸と混合して脂肪物質吸収用のミセルを作る場合など、体内で乳化剤としても機能します。 リン脂質は、関節、肺胞、および滑らかな動きを必要とする体の他の部分などの表面を濡らす役割も果たします。
真核生物のリン脂質は、ミトコンドリア、エンドソーム、小胞体（ER）で作られます。 ほとんどのリン脂質は小胞体で作られています。 小胞体では、リン脂質は小胞体と他の細胞小器官の間の非小胞体脂質輸送に使用されます。 ミトコンドリアでは、リン脂質が細胞の恒常性とミトコンドリアの機能に多くの役割を果たしています。
二重層を形成しないリン脂質は、膜の融合と屈曲を助けます。
リン脂質の種類
真核生物で最も一般的なリン脂質は、グリセロール骨格を持つグリセロリン脂質です。 それらは、ヘッドグループ、疎水性側鎖、および脂肪族鎖を持っています。 これらのリン脂質のヘッドグループは、化学的構成が異なる可能性があり、さまざまな種類のリン脂質につながります。 これらのリン脂質の構造は、円筒形から円錐形、逆円錐形までさまざまであり、そのため、それらの機能は異なります。 それらはコレステロールおよびスフィンゴ脂質と作用してエンドサイトーシスを助け、リポタンパク質を構成し、界面活性剤として使用され、細胞膜の主成分です。
ホスファチジン酸とも呼ばれるホスファチジン酸（PA）は、細胞内のリン脂質のごく一部を構成します。 これは最も基本的なリン脂質であり、他のグリセロリン脂質の前駆体として機能します。 それは円錐形をしており、膜の湾曲をもたらす可能性があります。 PAはミトコンドリアの融合と分裂を促進し、脂質代謝に不可欠です。 走化性に関連するRacタンパク質に結合します。 また、その陰イオン性のため、他の多くのタンパク質と相互作用すると考えられています。
ホスファチジルコリン（PC）は最も豊富なリン脂質であり、総脂質の55％を占めています。 PCは双性イオンとして知られるイオンで、円筒形をしており、二重層を形成することで知られています。 PCは、重要な神経伝達物質であるアセチルコリンを生成するためのコンポーネント基質として機能します。 PCは、スフィンゴミエリンなどの他の脂質に変換できます。 PCは肺のサーファクタントとしても機能し、胆汁の成分です。 その一般的な役割は、膜の安定化です。
ホスファチジルエタノールアミン（PE）も非常に豊富ですが、やや円錐形であり、二重層を形成する傾向はありません。 それは25パーセントものリン脂質を含んでいます。 それはミトコンドリアの内膜に豊富にあり、ミトコンドリアによって作ることができます。 PEは、PCと比較して比較的小さなヘッドグループを持っています。 PEはマクロオートファジーで知られており、膜融合を助けます。
カルジオリピン（CL）は円錐形のリン脂質二量体であり、CLを作る唯一の細胞小器官であるミトコンドリアに見られる主要な非二重層リン脂質です。 カルジオリピンは主にミトコンドリア内膜に見られ、ミトコンドリアのタンパク質活性に影響を与えます。 この脂肪酸が豊富なリン脂質は、ミトコンドリア呼吸鎖複合体の機能に必要です。 CLはかなりの量の心臓組織を構成し、高エネルギーを必要とする細胞や組織に見られます。 CLは、ATP合成酵素と呼ばれる酵素にプロトンを引き付ける働きをします。 CLは、アポトーシスによる細胞死のシグナル伝達にも役立ちます。
ホスファチジルイノシトール（PI）は、細胞内に見られるリン脂質の15％を占めています。 PIは多くの細胞小器官に見られ、そのヘッドグループは可逆的な変化を受ける可能性があります。 PIは、神経系でのメッセージ伝達、膜小胞輸送、タンパク質ターゲティングを支援する前駆体として機能します。
ホスファチジルセリン（PS）は、細胞内のリン脂質の最大10パーセントを構成します。 PSは、細胞の内外のシグナル伝達において重要な役割を果たします。 PSは神経細胞の機能を助け、神経インパルス伝導を調節します。 PSはアポトーシス（自発的細胞死）に特徴があります。 PSは血小板膜も含むため、凝固に関与します。
ホスファチジルグリセロール（PG）は、リン酸ビス（モノアシルグリセロ）またはBMPの前駆体であり、多くの細胞に存在し、コレステロールの輸送に必要となる可能性があります。 BMPは主に哺乳類の細胞に見られ、リン脂質の約1パーセントを占めています。 BMPは主に多胞体で作られ、内向きの膜出芽を誘発すると考えられています。
スフィンゴミエリン（SM）は、リン脂質のもう1つの形態です。 SMは動物細胞膜の構成にとって重要です。 グリセロリン脂質の主鎖はグリセロールですが、スフィンゴミエリンの主鎖はスフィンゴシンです。 SMリン脂質の二重層はコレステロールに対して異なる反応を示し、より高度に圧縮されていますが、水に対する透過性が低下しています。 SMは、脂質ラフト、膜の選別、シグナル伝達、タンパク質の輸送に重要な膜内の安定したナノドメインで構成されています。
リン脂質代謝に関連する疾患
リン脂質の機能不全は、シャルコー・マリー・トゥース末梢神経障害、スコット症候群、およびいくつかの腫瘍に関連する異常な脂質異化作用などの多くの障害を引き起こします。
遺伝子変異によって引き起こされる遺伝性疾患は、リン脂質の生合成と代謝の機能障害を引き起こす可能性があります。 これらは、ミトコンドリアに関連する障害で非常に顕著であることが証明されています。
ミトコンドリアでは効率的な脂質ネットワークが必要です。 リン脂質のカルジオリピン、ホスファチジル酸、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルエタノールアミンはすべて、ミトコンドリアの膜を維持する上で重要な役割を果たしています。 これらのプロセスに影響を与える遺伝子の突然変異は、遺伝病につながることがあります。
ミトコンドリアのX連鎖性疾患バース症候群（BTHS）では、状態には骨格筋の衰弱、減少が含まれます 成長、倦怠感、運動遅延、心筋症、好中球減少症、3-メチルグルタコン酸尿症、致命的となる可能性がある 疾患。 これらの患者は、リン脂質CLの量が減少しているミトコンドリアの欠陥を示します。
運動失調を伴う拡張型心筋症（DCMA）は、早期発症型拡張型心筋症、運動失調を呈します。 進行性ではない（しかし運動遅延をもたらす）大脳、成長障害および他の状態。 この病気は、CLリモデリングとミトコンドリアタンパク質生合成の調節を助ける遺伝子の機能的問題に起因します。
MEGDEL症候群は、脳症、特定の形態の難聴、運動および発達の遅延、およびその他の状態を伴う常染色体劣性疾患として現れます。 影響を受けた遺伝子では、CLの前駆体リン脂質であるPGが変化したアシル鎖を持っており、これが次にCLを変化させます。 さらに、遺伝子の欠陥はリン脂質BMPのレベルを低下させます。 BMPはコレステロールの調節と輸送を調節するため、BMPが減少すると、エステル化されていないコレステロールが蓄積します。
研究者がリン脂質の役割とその重要性についてさらに学ぶにつれて、それらの機能不全に起因する疾患を治療するための新しい治療法が作られることが期待されています。
医学におけるリン脂質の使用
リン脂質の生体適合性により、リン脂質はドラッグデリバリーシステムの理想的な候補になります。 それらの両親媒性（水を好む成分と水を嫌う成分の両方を含む）構造は、自己組織化とより大きな構造の作成を支援します。 リン脂質は、薬物を運ぶことができるリポソームを形成することがよくあります。 リン脂質は、優れた乳化剤としても機能します。 製薬会社は、卵、大豆、または人工的に構築されたリン脂質からリン脂質を選択して、ドラッグデリバリーを支援することができます。 人工リン脂質は、頭または尾のグループ、あるいはその両方を変更することにより、グリセロリン脂質から作ることができます。 これらの合成リン脂質は、天然リン脂質よりも安定していて純粋ですが、コストが高くなる傾向があります。 天然または合成リン脂質中の脂肪酸の量は、それらのカプセル化効率に影響を与えます。
リン脂質は、細胞膜構造によりよく一致することができる特別な小胞であるリポソームを作ることができます。 これらのリポソームは、親水性または親油性の薬物、徐放性薬物、およびその他の薬剤の薬物担体として機能します。 リン脂質でできたリポソームは、抗がん剤、遺伝子治療、ワクチンによく使われます。 リポソームは、通過する必要のある細胞膜に似せることにより、ドラッグデリバリーに非常に特異的にすることができます。 リポソームのリン脂質含有量は、標的疾患の部位に基づいて変更することができます。
リン脂質の乳化特性により、静脈内注射用エマルジョンに最適です。 卵黄と大豆のリン脂質エマルジョンは、この目的でよく使用されます。
薬物のバイオアベイラビリティが低い場合は、天然のフラボノイドを使用してリン脂質と複合体を形成し、薬物の吸収を助けることがあります。 これらの複合体は、より長い作用を持つ安定した薬物を生成する傾向があります。
継続的な研究により、ますます有用になるリン脂質に関するより多くの情報が得られるため、科学は 知識の恩恵を受けて、細胞プロセスをよりよく理解し、より高度にターゲットを絞ることができます 薬。