リン脂質

リン脂質^[1]は、分子がリン酸基を含む親水性の「頭部」と脂肪酸由来の2つの疎水性の「尾部」を持ち、アルコール残基（通常はグリセロール分子）で結合した脂質の一種です。海洋リン脂質には通常、オメガ3脂肪酸のEPAとDHAがリン脂質分子の一部として組み込まれています。^{[2]リン酸基は、}コリン、エタノールアミン、セリンなどの単純な有機分子で修飾できます。^[要出典]

リン脂質はすべての細胞膜の重要な成分です。両親媒性の特性により、脂質二重層を形成できます。真核生物の細胞膜には、リン脂質の間に散在する別の脂質であるステロールも含まれています。この組み合わせにより、2次元の流動性と破裂に対する機械的強度が得られます。精製されたリン脂質は商業的に生産されており、ナノテクノロジーや材料科学に応用されています。^[3]

生物組織中に存在するものとして最初に特定されたリン脂質は、1847年にフランスの化学者で薬剤師のセオドア・ニコラ・ゴブレーによって鶏の卵黄に含まれるレシチン、またはホスファチジルコリンとして特定されました。

リン脂質は両親媒性である。親水性末端には通常、負に帯電したリン酸基が含まれ、疎水性末端は通常、長い脂肪酸残基である2つの「尾」で構成される。^[4]

水溶液中では、リン脂質は疎水性相互作用によって駆動され、脂肪酸の尾部が凝集して水分子との相互作用を最小限に抑える。その結果、多くの場合、リン脂質二重層が形成される。これは、反対方向に向いたリン脂質分子の2つの層からなる膜であり、その頭部は両側で液体にさらされ、尾部は膜内に向けられている。これは、すべての細胞の膜や、小胞やウイルスのコーティングなどの他の生物学的構造の主要な構造モチーフである。^{[5] [6]}

生体膜では、リン脂質は他の分子（タンパク質、糖脂質、ステロールなど）とともに細胞膜などの二重層に存在していることが多い。^[7]脂質二重層は疎水性の尾部が互いに並び、水に面した両側に親水性の頭部を持つ膜を形成することで形成される。^[8]

これらの特定の特性により、リン脂質は細胞膜で重要な役割を果たすことができます。その動きは流動モザイクモデルで説明できます。このモデルでは、膜は脂質分子のモザイクであり、その中のすべての物質とタンパク質の溶媒として機能し、タンパク質と脂質分子は脂質マトリックスを横方向に自由に拡散し、膜上を移動します。ステロールは、リン脂質のパッキングを妨げることで膜の流動性に貢献します。ただし、このモデルは現在では置き換えられています。脂質多型の研究により、生理的（およびその他の）条件下での脂質の挙動は単純ではないことがわかっているためです。^[要出典]

参照:グリセロリン脂質

• ホスファチジン酸（ホスファチデート）（PA）
• ホスファチジルエタノールアミン（セファリン）（PE）
• ホスファチジルコリン（レシチン）（PC）
• ホスファチジルセリン（PS）
• ホスホイノシチド:
  • ホスファチジルイノシトール（PI）
  • ホスファチジルイノシトールリン酸（PIP）
  • ホスファチジルイノシトール二リン酸（PIP2）と
  • ホスファチジルイノシトール三リン酸（PIP3）

スフィンゴ脂質を参照

• セラミドホスホリルコリン（スフィンゴミエリン）（SPH）
• セラミドホスホリルエタノールアミン（スフィンゴミエリン）（Cer-PE）
• セラミドリン脂質

リン脂質は、バイオアベイラビリティの向上、毒性の低減、膜透過性の向上など、さまざまな理由から、局所、経口、非経口薬のリポソーム、エトソーム、およびその他のナノ製剤の製造に広く使用されています。リポソーム^[9]は、ホスファチジルコリンが豊富なリン脂質で構成されることが多く、界面活性剤特性を持つ混合リン脂質鎖を含むこともあります。リン脂質を使用したケトコナゾールのエトソーム製剤は、真菌感染症の経皮送達に有望な選択肢です。^[10]リン脂質研究の進歩により、リピドミクスを使用してこれらの生体分子とその構造を調査できるようになりました^[11]。^{[引用が必要]}

リン脂質の計算シミュレーションは、 GROMOS、CHARMM、AMBERなどの力場を用いた分子動力学法を使用して実行されることが多い。^[要出典]

リン脂質は光学的に非常に複屈折性があり、つまり屈折率は軸に沿って、あるいは軸に垂直な方向と反対に異なります。複屈折の測定は、顕微鏡で交差偏光子を使用して小胞壁などの画像を取得したり、二重偏光干渉法などの技術を使用して支持された二重膜内の脂質の秩序や破壊を定量化したりすることで行うことができます。^[要出典]

リン脂質の分析には簡単な方法はありません。異なるリン脂質種間の極性の範囲が近いため検出が困難だからです。油化学者は、多くの場合、分光法を使用して総リン含有量を測定し、予想される脂肪酸種の分子量に基づいてリン脂質のおおよその質量を計算します。現代の脂質プロファイリングでは、NMR分光法、特に^31P -NMR ^{[12] [13]}を使用したより絶対的な分析方法が採用されており、HPLC - ELSD ^[14]は相対的な値を提供します。

リン脂質の合成はER膜の細胞質側で行われ^{[15] 、そこには合成（} GPATおよびLPAATアシルトランスフェラーゼ、ホスファターゼおよびコリンホスホトランスフェラーゼ）と分配（フリッパーゼおよびフロッパーゼ）に働くタンパク質が散在している。最終的に、その外葉に細胞質細胞膜に向かうリン脂質、内葉に細胞外膜に向かうリン脂質を含む小胞がERから出芽する。^{[16] [17]}

工業的に生産されるリン脂質の一般的な供給源は、大豆、菜種、ヒマワリ、鶏卵、牛乳、魚卵などです。遺伝子送達用のリン脂質、例えばジステアロイルホスファチジルコリンやジオレオイル-3-トリメチルアンモニウムプロパンは合成的に生産されます。^[要出典]各供給源は、個々のリン脂質種および脂肪酸の独自のプロファイルを持ち、その結果、食品、栄養、医薬品、化粧品、薬物送達における用途が異なります。^[要出典]

リン脂質のいくつかの型は、シグナル伝達におけるセカンドメッセンジャーとして機能する生成物を生成するために分解される。例としては、ホスファチジルイノシトール（4,5）-ビスリン酸（PIP _{2 ）が挙げられ、}これは酵素ホスホリパーゼCによってイノシトール三リン酸（IP ₃）とジアシルグリセロール（DAG）に分解され、どちらも様々な刺激に反応してGq型Gタンパク質の機能を果たし、ニューロンの長期抑制^[18]からケモカイン受容体によって開始される白血球シグナル経路まで、様々なプロセスに介入する。^[19]

リン脂質は、プロスタグランジン前駆体を生成するリパーゼ酵素の原料として、プロスタグランジンシグナル経路にも関与する。植物では、リン脂質はジャスモン酸を生成する原料として働く。ジャスモン酸はプロスタグランジンと構造が似ており、病原体に対する防御反応を媒介する植物ホルモンである。 ^[要出典]

リン脂質は乳化剤として作用し、油が水とコロイドを形成することを可能にします。リン脂質はレシチンの成分の 1 つで、レシチンは卵黄に含まれ、大豆からも抽出され、多くの製品の食品添加物として使用され、栄養補助食品として購入できます。リゾレシチンは、 HLB 比が高いため、マーガリンなどの水と油のエマルジョンによく使用されます。^[要出典]

詳細なリストについては、下の表を参照してください。

• 天然リン脂質誘導体:

  天然リン脂質として、卵PC（卵レシチン）、卵PG、大豆PC、水素添加大豆PC、スフィンゴミエリン。

• 合成リン脂質誘導体:
  • ホスファチジン酸（DMPA、DPPA、DSPA）
  • ホスファチジルコリン(DDPC、DLPC、DMPC、DPPC、DSPC、DOPC、POPC、DEPC)
  • ホスファチジルグリセロール（DMPG、DPPG、DSPG、POPG）
  • ホスファチジルエタノールアミン(DMPE、DPPE、DSPE DOPE)
  • ホスファチジルセリン（DOPS）
  • PEG リン脂質 (mPEG リン脂質、ポリグリセリンリン脂質、官能化リン脂質、末端活性化リン脂質)

• ケーブル理論
• ガラクト脂質
• スルホ脂質