ДЛИННОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ПОЛИЕНОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНЫХ ЛИПИДОВ: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СВОЙСТВ И ПРОГНОЗА ФУНКЦИЙ
А.Л. Рабинович, П.О. Рипатти
Учреждение Российской академии наук Институт биологии Карельского научного центра РАН, г. Петрозаводск, Россия
e-mail: rabinov@krc.karelia.ru Введение
В биомембранах сосуществуют многие десятки и даже сотни типов липидных молекул, они образуют ее основу; имеются также белки, углеводы, холестерин и другие молекулы, - разнообразие биомембран огромно.
Липиды различаются по химическому строению головных групп и/или углеводородных цепей (остатков жирных кислот, ЖК). Несмотря на интенсивные исследования последних лет, следует признать, что имеющиеся на сегодня экспериментальные данные о свойствах биомембран остаются фрагментарными. Вместе с тем общепризнано, что ключевое значение для функционирования биомембран имеют ненасыщенные и особенно полиненасыщенные (ПН), т.е. полиеновые цепи липидов (см., напр., обзоры последних лет: Stillwell, Wassall, 2003; Valentine R., Valentine D., 2004; Stillwell, 2008). Все двойные связиC=C наиболее типичных ненасыщенных углеводородных цепей липидов биомембран являются метилен-
прерывающимися, большинство цепей ЖК имеет длину N=12,.. .,22 углеродных атома и количество двойных связей k=1,2,.,6. Вместе с тем обнаружено, что в некоторых биомембранах, наряду с перечисленными выше, содержатся цепи «необычные», выделяющиеся по этим параметрам из общего ряда цепей (которые поэтому стали называть «обычными»). Например, давно идентифицированы цепи 30:4(n-6)cis и 30:5(n-3)cis в составе ЖК морских губок Cliona celata (Litchfield et.al., 1979); в других видах идентифицированы цепи с N=26, 28, 30 и k=2, 3 (Litchfield et.al., 1979). О наличии в различных видах губок необычных ЖК с разным количеством и расположением двойных связей, а также с четным и нечетным N, сообщалось неоднократно (Joseph, 1979; Rezanka, 1989; Djerassi, Lam, 1991; Rezanka, Sigler, 2009). Далее, оказалось, что в клетках морских микроводорослей динофлагеллят Prorocentrum mexicanum, P. micans, Scrippsiella sp., Symbiodinium microadriaticum, Gymnodinium sp., G.
sanguineum, Fragilidium sp. есть октако- загептаеновые 28:7(n-6)cis и октакозаоктаеновые 28:8(n-3)cis цепи ЖК (Mansour et. al., 1999), они составляют ~2% от общего количества ЖК в этих клетках. Наличие цепи 28:8(n-3)cis зафиксировано также у Cryptecodinium cohnii (Van Pelt et. al., 1999). Набор длинноцепочечных ацилов вплоть до 36:8(n-3)cis идентифицирован в клетках динофлагеллят Amphidinium carterae (Rezanka et.al., 2008; Rezanka et.al., 2008a); найдено также нескольких десятков типов цепей с нечетными N, хотя и в концентрациях, еще на порядок меньших (Rezanka et.al., 2008a); в ряде работ встречаются аналогичные данные и для других клеток (Rezanka, Sigler, 2009). Из тканей трех видов пресноводных ракообразных, Bathynella natans, B. baicalensis, Baicalobathynella magna, было выделено даже более 50 типов подобных необычных цепей, в том числе, например, 26:5(n-6) cis, 28:7(n-6) cis, 30:7(n-3) cis и 40:7(n-6) cis (Rezanka, 2000). В других водных организмах тоже обнаружены необычные цепи ацилов (Rezanka, Sigler, 2009). Следует отметить, что подобные необычные цепи идентифицированы в составе липидных молекул мембран многих организмов, а не только водных: это явление - общебиологическое.Обнаружено, что необычно длинные цепи находятся в составе молекул фосфатидилхолинов (ФХ) тоже исключительно необычных типов. Их необычность в том, что длинные цепи локализованы в положении sn-1 глицеринового основания (Aveldano, 1987; Aveldano, Sprecher, 1987; Robinson et.al., 1990), тогда как в молекулах ФХ «обычных» типов положение sn-1, как правило, занято насыщенной углеводородной цепью (например, 16:0, 18:0). При этом в положении sn-2 молекул ФХ как обычных, так и необычных типов, расположены обычные насыщенные, мононенасыщенные или ПН цепи длиной N