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磷脂酰肌醇的生理作用与用途及制备方法!


磷脂酰肌醇主要由两部分组成的,一是磷酸1,2-二脂酰甘油,二是肌醇(inositol)。它在细胞中对于细胞形态、代谢调控、信号传导和细胞的各种生理功能起着非常重要的作用。


一、基本信息

中文名:磷脂酰肌醇

外文名:Phosphatidylinositol

化学式:C45H87O13P

分子量:867.138

CAS登录号:97281-52-2

简称:PI

生理作用:被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸等

组成:磷酸1,2-二脂酰甘油和肌醇

化学途径:G蛋白偶联受体的信号转导通路中的一种途径

分子式:C45H87O13P

CAS号:97281-52-2


二、生理作用


DG通过两种途径终止其信使作用:一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸,进入磷脂酰肌醇循环;二是被DG酯酶水解成单酯酰甘油。由于DG代谢周期很短,不可能长期维持PKC活性,而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。现发现另一种DG生成途径,即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG,用来维持PKC的长期效应。


首先由激活的SrcPrK和ZAP-70通过LAT使膜结合的磷脂酶C(PLC)分子丁链上的酪氨酸残基发生磷酸化。磷酸化的PLC—γ发挥酶活性,使底物二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成两个成分:三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)。IP3可迅速地从膜内侧向胞质溶胶中扩散,一方面打开细胞膜上的钙通道使Ca2+进入细胞内,同时开启细胞内钙池(内质网)增加Ca2+—的释放,协同提高胞内游离钙的浓度。胞质Ca2+含量的上升,激活一种称为钙调蛋白(camodulin)的Ca2+结合蛋白,后者可调节其他酶类的活性,并最终导致钙调磷酸酶的激活。


三、背景技术


磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PI)是磷脂的组分之一,大豆粉末磷脂中PI含量丰富,约占总磷脂的18%~21%。PI是细胞的信息分子,常作为细胞内信号传导通路,对于维持中枢神经系统、调节钙稳态方面有重要作用。由于PI是一种重要的生理活性物质,且具有重要的生理功能和乳化特性,已被广泛用于医药、保健品、化妆品及食品等行业。


大豆磷脂含有丰富的磷脂酰肌醇,是探索PI分离和精制方法的良好材料。目前,PI的纯化方法有溶剂萃取法、化学合成法、膜过滤法、超临界流体萃取法、离子交换法、柱层析法等。由于超临界流体萃取法仪器设备成本高,金属离子沉淀存在重金属离子残留问题,膜分离法导致膜清洗困难等问题,目前PI分离纯化的研究方向主要集中在溶剂萃取和柱层析上。 王强等人建立以溶剂为核心的逐级纯化技术,PI含量 从37.1%提高到87.12%,但回收率较低且溶剂消耗大。姜波等采用硅胶柱层析法,以氯仿-甲醇为流动相进行等度洗脱,最终纯化得到的PI产品纯度可达91.5%,但采用混合溶剂洗脱,溶剂难以回收,且溶剂消耗大。费云芸通过碱性乙醇粗提取PI,再通过液一液萃取和金属离子沉淀进一步纯化, 最后通过DEAE-纤维素柱层析,最终得到PI含量为96.5%产品,但过程烦琐且得率仅为0.35%。因此,开发低成本、高纯度磷脂酰肌醇制备方法,具有重要的经济意义和社会价值。


四、制备方法


大豆粉末磷脂脱糖方法:称取10.00g大豆粉末磷脂溶于30.0mL正己烷,振荡充分溶解,向三角瓶中加入体积分数55%乙醇溶液60 mL,将三角瓶放置在30℃、转速为100r/min的恒温水浴振荡器中振荡70min,静置分液,上层磷脂重复脱糖2次,最后将分液得到的上层物质旋蒸即得脱糖磷脂。


磷脂酰肌醇的制备:称取5.00g脱糖磷脂于烧瓶中,按一定的料液比加入碱性乙醇溶液,加热搅拌一段时间,离心,取上清液,在一定温度下冷冻一定时间,取出立即离心(4000r/min,10min),收集下层沉淀物用氮气吹干,即为磷脂酰肌醇产品。


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