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Professeur Jean-Luc Olivier> Faculté de Médecine
Glycérophospholipides et sphingolipides
Glycérophospholipides et sphingolipidesDes structures combinant des éléments simples
COO-
Lipide simpleamphiphile
Formationde deux liaisons
esters
Acides gras
glycérophospholipides
Glycérol = trialcoolHO
OH
HO
P alcool
3ème liaison ester
triglycérides
lipides deréserve
glycérol
Acide Gras
Acide Gras
Acide Gras
glycéroPhospholipides phospholipides
Lipides « structuraux »
Acide Gras
glycérol
P alcool
Acide Gras
- Transports dans les lipoprotéines- Stockages dans les gouttelettes lipidiques intracellulaires
- Membranes biologiques- Monocouche de surface des lipopro- téines et gouttelettes lipidiques
Glycérophospholipides et sphingolipidesComparaison des structures
des triglycérides et des glycérophospholipides
Les glycérophospholipides : Constituants de base des membranes biologiques
Glycérol = Tri-alcool
HO - C1H2
OH - C2H
H2C3OH
Acide gras(saturé)
Acide gras(saturé ouinsaturé)
Têtepolaire
Hydrophobe Interface
phosphate
glycérol
alcool
partiehydrophobe
interface
partiehydrophile
Hydrophile
Molécule amphiphile Tête polaire =groupe phosphate (acide)
+ alcool
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides : des lipides amphiphiles
Acides phosphatidiques
CH2O
O CH CH2O - P - OH
O-
=
Oacide gras
acide gras
- Tête polaire réduite au groupe phosphate- Charge globale négative (phospholipides « acides »)
Liaison ester entre fonction alcool n°3 du glycérol et le groupe phosphate (acide)
Phosphatidylcholinesou lécithines (PC)
CH2O
O CH
CH2O - P - O- CH2 - CH2 - N+- CH3
O-
=
Oacide gras
acide gras
CH3
CH3
- Phospholipides très abondants dans les membranes animales ou végétales- Charge globale neutre
Liaison ester entre groupe phosphate (acide) et choline (alcool)
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides : les têtes polaires (1/3)
CH2O
O CH
CH2O - P - O- CH2 - CH2 - NH3+
O-
=
Oacide gras
acide grasPhosphatidyléthanolamines (PE)
- Phospholipides très abondants dans les membranes animales ou végétales- Charge globale neutre à pH neutre
Liaison ester entre groupe phosphate (acide) et éthanolamine (alcool)
Phosphatidylsérines (PS)
- Phospholipides du feuillet interne des membranes- Charge globale négative (phospholipides acides)
Liaison ester entre groupe phosphate (acide) et fonction alcool de l’acide aminé sérine
CH2O
O CH
CH2O - P - O- CH2 - CH - NH3+
O-=
Oacide gras
acide gras
COO-
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides : les têtes polaires (2/3)
-Phospholipides du feuillet interne des membranes- Charge globale négative-Rôle important dans la signalisation intracellulaire
Tête polaire = groupe phosphate + hexa-alcool cyclique (inositol
Phospholipides « acides » = charge globale négativePA, PI, PS
Phosphatidylinositol (PI)
CH2O
O CH CH2O - P - O-
O-
=
Oacide gras
acide gras
HO
HO OH
- OH
OH
13
456
2
P
P
P
ATPATP ++PI-kinasesPI-kinases
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides : les têtes polaires (3/3)
Exemple:1,2 acylphosphati-dylcholineslécithines (PC)
CH3
O - CH2 - CH2 - N+ - CH3
CH3
CH2 - O - C
OO - CH CH2O- P -
O-
C -
O =
O
=
=
Liaison ester acide + alcool (acyl)
Acyl et alkyl glycérophospholipides
1
2
3 -
-
Dans la majorité des liaisons des glycérophospholipides,les acides gras sont liés au glycérol par une liaison ester (alcool + acide)
Acyl-glycérophospholipides
saturé
insaturé
- En position 1 du glycérol, liaison ester toujours avec un acide gras saturé
- En position 2 du glycérol, liaisons ester avec un acide gras,
soit saturé, soit insaturé
Glycérophospholipides et sphingolipidesLiaison de l’acide gras 1 et du glycérol
Les éther-phospholipides (alkyls) et les plasmalogènes (alkényl)sont des phospholipides membranaires minoritaires
Exemple:1-alkyl, 2-acylphosphatidylcholineslécithines (PC)
saturé
insaturé
CH3
O - CH2 - CH2 - N+ - CH3
CH3
CH2 - O - CH2
O - CH CH2O- P -
O-
C -
O =
O=
Liaison éther alkylphospholipides
saturé
insaturé
CH3
O - CH2 - CH2 - N+ - CH3
CH3
CH2 - O – C = C O - CH CH2O- P -
O-
C -
O =
O=H
H
Exemple:1-alkényl, 2-acylphosphatidylcholineslécithines (PC)
Alkénylphospholipides ou plasmalogènesEn proportion importante dans le cerveau
Glycérophospholipides et sphingolipidesEther-phospholipides (alkyls) et plasmalogènes (alkényl)
Acides gras: molécule amphiphile
CH3 - (CH2) n-2 - COOH PartiePartiehydrophilehydrophile
Partiehydrophobe
H2O
concentration
concentrationmicellaire critique
(CMC)
Les acides gras forment des micelles dans des milieux aqueux
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides forment une
structure unique dans un milieu aqueux (1/3)
BicoucheBicouchecristal-cristal-liquideliquide
Phospholipides
liposomeliposome= modèles= modèles de membranesde membranes
lipideamphiphile
Les glycérophospholipides forment une structure unique
dans un milieu aqueux: une bicouche cristal-liquide
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides forment une
structure unique dans un milieu aqueux (2/3)
Liposomes = Modèles de membrane biologiqueNotion de fluidité dans une bicouchede phospholipides
Plusieurs composantes
- diffusion latérale
- vitesse de mouvement des chaînes acyl dans un cône
- amplitude du cône (importance des insaturations)
glycérolP
choline
FeuilletFeuilletexterneexterne
1 23
très rapide
DiffusionDiffusionlatéralelatérale
Bicouche cristal-liquide
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes glycérophospholipides forment une
structure unique dans un milieu aqueux (3/3)
Liaison cis« désordre local »
Fortes interactions hydrophobesentre les deux chaînes saturées
Liaison doublesdans les acidesgras naturels:
liaisons cis (pas trans)
glycérolP
choline
glycérolP
choline
Glycérophospholipides et sphingolipidesFluidité et insaturation des acides gras
CH2 - OH
HO - CH CH2O- P -OH
O-
=
O
1
2
3
CH2 – O – C- R1
OHO - CH CH2O- P -OH
O-
=
O
1
2
3
=HS-CoA
O
R1-C ~ S-CoA
=
Glycérol-3Pacyltransférase
CH2 – O – C- R1
OR2- C- O – CH CH2O- P -OH
O-
=
O
1
2
3
=
O
R2-C ~ S-CoA
=
=
O
HS-CoA
1-acylglycérol-3Pacyltransférase
CH2 – O – C- R1
OR2- C- O – CH O CH2OH
1
2
3
=
=
P
PhosphatidatephosphohydrolasePhospho-Phospho-
inositidesinositides
SynthèseSynthèseautresautres
PhospholipidesPhospholipides
CH2 – O – C- R1
OR2- C- O – CH O CH2 – O – C-R3
O
1
2
3
=
=
=
O
R3-C ~ S-CoA
=
HS-CoA
Diacylglycérolacyltransférase
TriglycéridesTriglycérides
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes triglycérides et les glycérophospholipides
sont synthétisés de novo par la même voie
PCholine
Acide Grasg
lycé
rol
PEthanol-amine
HO
gly
céro
l
Acyl-transférasesPhospholipases A2
AGCoAS~ AG-O-C
O
=
CoASH+ ATP
AMP
Acyl-CoAsynthétases
Acyl-CoAtransférases
Phospho-lipases D ?
Voies prédominantes de l’incorporation des acides grasdans les membranes (synthèse de novo minoritaire)
Acide Gras
Acide Gras
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes phospholipides sont remaniés dans les
membranes par échange d’acides gras et des têtes polaires
Des structures combinant des éléments simples
COO-
Lipide simpleamphiphile
Formationd’une liaisonamino-ester
Acides gras(saturés de 16 à 24C)
Sphingolipides:- Sphingomyéline- Glycolipides
sphingosine = amino-alcoolHO
OH
H2N Phospho-choline
Ose(s)
Glycérophospholipides et sphingolipidesLes sphingolipides
O
-P-O-CH2-CH2-N+ (CH3)3
O
=
Phosphocholine
sphingosine(amino-alcool) HO
3 CH-CH=CH-(CH2)12-CH3 2 CH-NH-
1 CH2O
Céramide
sphingosine
+ acide gras
(DG)
C
O acide gras saturé (16, 18, 22, 24 C)
1 2 4 6 8 10 12 14 16 18=
céramide + phosphocholine
Constituants des membranes biologiques
Glycérophospholipides et sphingolipidesSphingophospholipides : sphingomyélines (1/2)
Les sphingomyélines sont synthétisées à partir des céramideset de glycérophosphatidylcholine
Palmityl~CoA+
SérineSphingosine
HS-CoA
O
R-C ~ S-CoA
=
Céramide
OH
AG
AG
gly
céro
l
Diacylglycérolou diglycérides
sphingomyéline
Glycéro-phosphatidyl
choline Diacyl-glycérol
Echange de la têtephosphocholine
Glycérophospholipides et sphingolipidesSphingophospholipides : sphingomyélines (2/2)
céramide + ose ou oligoside
sphingosine
C
Oacide gras
saturé (16-24 C)
1 2 4 6 8 10 12 14 16 18
=
Céramide HO
3 CH-CH=CH-(CH2)12-CH3 2 CH-NH-
CH2O
Oses
Extracellulaire
1
Constituants des membranes biologiques
Glycérophospholipides et sphingolipidesSphingolipides : glycosphingolipides (1/2)
Les glycolipides sont synthétisésà partir de céramide et d’oses activés
Palmityl~CoA+
SérineSphingosine
HS-CoA
O
R-C ~ S-CoA
=
Céramide Cérébrosides
UDP-glucose ouUDP-galactose
UDP
UDP = uridine diphosphate
Autres glycolipides
Osesactivés
UDP
Oses activés =oses liés à l’UDP
Glycérophospholipides et sphingolipidesSphingolipides : glycosphingolipides (2/2)
glycérol
choline
glycérophospholipides
sphingophospholipides
sphingoglycolipidestriglycérides
Phospholipides
sphingolipides
lipides deréserve
Acide Gras
Acide Gras
Acide Gras
Acide Gras
glycérol
P
AG
Sphingosine
AG
Sphingosine
constituants des membranes
P alcool
Acide Gras
Glycérophospholipides et sphingolipidesComparaison des structures des triglycérides, des
glycérophospholipides et des sphingolipides
Auto-test sur les glycéro-et sphingo-lipides
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