Lipides
Lipides complexes : phospholipides
Glycérophospholipides
Phosphatidylcholine (PC ou lécithine)

Glycérophospholipides (forment les phospholipides avec les sphingophospholipides)
Azotés	Non azotés
Phosphatidylcholine (PC ou lécithine) Phosphatidyléthanolamine (PE ou céphaline) Phosphatidylsérine (PS) Étherlipides Plasmalogènes	Acide phosphatidique (PA) Acide lysophosphatidique (LPA) Cardiolipine (CL ou diphosphatidylglycérol) Phosphatidylinositol (PtdIns) Phosphoinositides (PI)
Lysoglycérophospholipide

Vue d'ensemble de la phosphatidylcholine

La phosphatidylcholine (1,2-diacyl-sn-glycéro-3-phosphocholine ou PC) est un phospholipide neutre ou zwitterionique sur une plage de pH allant de fortement acide à fortement alcalin.

Il était appelé lécithine car c'est l'un des principaux lipides trouvés dans le jaune d'œuf.

La phosphatidylcholine constitue 30 % du poids sec du cerveau et 15 % des nerfs.

1. La phosphatidylcholine constitue 80 à 90 % des lipides du feuillet externe de la membrane plasmique des cellules nucléées, et la quasi-totalité de la de celui des membranes érythrocytaires humaines.

2. La phosphatidylcholine est le principal phospholipide circulant dans le plasma, où elle fait partie intégrante des lipoprotéines, an particulier des HDL (lipoprotéines de haute densité).

Certaines de ses fonctions membranaires semblent être partagées avec la sphingomyéline, le sphingolipide structurellement apparenté, bien que cette dernière ait de nombreuses propriétés uniques qui lui sont propres.

Remarque : Le facteur d'activation plaquettaire (PAF ou Platelet-Activating Factor) ou 1-alkyl-2-acétyl-sn-glycéro-3-phosphocholine est un analogue éther de la phosphatidylcholine ( Platelet-Activating Factor and Related Lipids de LipidWeb).

Structure

1. La phosphatidylcholine, comme d'autres glycérophospholipides est constituée par :

• une tête hydrophile, i.e. choline ($\ce{HOCH2-CH2-N-(CH3)_3}$) et groupe phosphate ($\ce{PO4}$),
• une queue hydrophobe, i.e. résidus d'acides gras.

2. La phosphatidylcholine est principalement sous forme diacyle, i.e. deux groupex acyle ($\ce{R-C(=O)-}$), i.e. deux groupes acyle ($\ce{CH2-O-C(=O)-R}$).

Contrairement à la phosphatidyléthanolamine et à la phosphatidylsérine, on trouve de petites proportions de formes  :

• alkylacyle ($\ce{CH2-O-CH2-CH2-R}$), i.e. plamanylcholine,
• alcénylacyle ($\ce{CH2-O-CH=CH-R}$), i.e. plaménylcholine ou plasmalogène PC.

Synthèse de la phosphatidylcholine

La phosphatidylcholine est synthétisée par deux voies ( LPA de LipidWeb).

Voie principale ou voie de la CDP-choline

La voie principale ou voie de la CDP-choline suit plusieurs étapes, i.e. elle fait partie de la voie de Kennedy qui comprend aussi la voie de la CDP-éthanolamine.

1. La choline entre dans la cellule par trois classes de transporteurs de choline qui font partie des transporteurs SLC (Solute Carrier Transporter ou transporteurs de solutés)  :

• CHT1, i.e. CHoline Transporter1 ou SLC5A7, le transporteur de haute affinité, qui appartient à la famille des co-transporteurs Na⁺/glucose,
• les transporteurs d'affinité intermédiaire (CTL, Choline Transporter Like), appelés maintenant SLC44 (The choline transporter-like family SLC44: Properties and roles in human diseases 2012 ),
• les transporteurs de cations organiques, i.e. OCT (Organic Cation Transporters ou (SLC22), de faible affinité.

2. Dans le cytosol, la choline est phosphorylée par la choline kinase (CK), i.e. EC 2.7.1.32, à deux isoformes (CKα et CKβ) qui utilise l'ATP, pour former la phosphocholine (P-choline).

$\ce{Choline + ATP}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{Phosphocholine + ADP}$

Remarque : la phosphocholine est un composant de la base sphingoïde.

3. Dans le cytosol (isoforme β) et le noyau (isoforme α), la phosphocholine (P-choline) est transformée en CDP-choline ou citicoline, i.e. cytidine diphosphocholine par la choline-phosphate cytidylyltransférase (CPCT ou CCT ou CT), i.e. EC 2.7.7.15

$\ce{CTP + phosphocholine}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{CDP-choline + diphosphate}$

Remarque : dans le noyau, CCTα est régulée par la périlipine-3 (Plin3).

4. Puis, la CDP-choline et les diglycérides (DAG) sont transformés en phosphatidylcholine par deux isoformes de la même enzyme, i.e. EC 2.7.8.2.

$\ce{CDP-choline + 1,2-diacylglycérol}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{CMP + phosphatidylcholine}$

a. Dans le réticulum endoplasmique (RE), la réaction est catalysée par la diacylglycérol choline/éthanolamine phosphotransférase (CEPT1) qui intervient aussi dans la voie de la CDP-étanolamine.

b. Dans le réseau trans-Golgi (TGN), ce serait la diacylglycérol cholinephosphotransférase (CPT1 ou CHPT1) qui officie.

Remarque : le 1,2-diacylglycérol provient principalement de l'acide phosphatidique (PA).

Voie de la méthylation de la phosphatidyléthanolamine (PE)

La deuxième voie de biosynthèse de la phosphatidylcholine implique la méthylation de la phosphatidyléthanolamine (PE), avec la S-adénosylméthionine (SAM) comme source de groupe méthyle ($\ce{-CH3}$), principalement dans le foie.

1. On assiste à la formation de la mono- et la diméthylphosphatidyléthanolamine comme intermédiaires.

2. Les réactions sont catalysées par l'enzyme phosphatidyléthanolamine N-méthyltransférase (PEMT), i.e. EC 2.1.1.17.

3. Dans le foie, elle contribue à la sécrétion des VLDL (lipoprotéines de très basse densité) et de la bile.

Remarque : la phosphatidylcholine peut produire de la phosphatidylsérine (PS) par l'échange de groupes de tête dépendante du calcium ( synthèse de la phophatidylsérine).

Catabolisme de la phosphatidylcholine

1. La phosphatidylcholine est catabolisée par les phospholipases.

• La phospholipase D produit de l'acide phosphatidique (PA).
• La phospholipase C donne le 1,2-diaglycérol et la phosphocholine.
• La phospholipase B forme la glycérophosphocholine.
• La phospholipase A2 (PLA2) produit de la lysophosphatidycholine, comme les phospholipases pancréatiques.

2. La phosphatidylcholine alimentaire est aussi rapidement hydrolysée dans l'intestin grêle proximal par les phospholipases pancréatiques avec formation de lysophosphatidylcholine (LPC ou LysoPC), i.e. 1-acyl-sn-glycero-3-phosphocholine et d'acides gras libres.

a. La majeure partie de la lysophosphatidylcholine est réacylée par la lysophosphatidylcholine acyltransférase 3 (LPCAT3), i.e. EC 2.3.1.23 en phosphatidylcholine pour être exportée dans les chylomicrons (CM).

$\ce{Lysophospatidylcholine (1-acyl-sn-glycero-3-phosphocholine) + acyl-CoA}$ $\rightarrow$ $\ce{Phosphocholine (1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphocholine) + CoA}$

b. Une hydrolyse supplémentaire peut se produire dans la bordure en brosse jéjuno-iléale par l'action des phospholipases membranaires, avec la libération de glycérophosphocholine.

Fonctions de la phosphatidylcholine

Phosphatidylcholine et membranes

La phosphatidylcholine, de forme cylindrique, s'organise spontanément en bicouches.

1.. La phosphatidylcholine sert d'élément structurel des membranes biologiques, en particulier dans le feuillet externe de la membrane plasmique.

• 

  Les chaînes acyles insaturées sont coudées et confèrent de la fluidité à la membrane.
• Elle entre souvent en interaction avec le cholestérol ( cholestérol et membranes).

a En outre, ces propriétés sont essentielles pour équilibrer les lipides qui ne forment pas de bicouches ou qui forment des micro-domaines spécifiques tels que des radeaux lipidiques.

b. La phosphatidylcholine n'induit pas de courbure membranaire, comme cela peut être nécessaire pour les processus de transport et de fusion membranaires, mais elle peut être métabolisée en lipides comme l'acide lysophosphatidique… qui le font.

2. La structure asymétrique de la membrane plasmique génère deux surfaces avec des potentiels électrostatiques très différents qui influencent l'association des protéines avec la surface de la membrane et les activités des protéines membranaires ( asymétrie des bicouches membranaires) par des concentrations élevées :

• de lipides anioniques tels que la phosphatidylsérine (PS) dans le feuillet cytosolique,
• de lipides zwitterioniques comme la phosphatidylcholine (PC) et la sphingomyéine (SM) dans le feuillet extracellulaire.

3. Elle intervient dans tous les mécanismes de fusion (formation des pores de fusion), y compris le passage de la zone pellucide par les spermatozoïdes lors de la fécondation, par la lysophosphatidylcholine (réaction acrosomique).

Phosphatidylcholine et métabolisme lipidique

1. La phosphatidylcholine se trouve en quantité importante dans la bile pour émulsionner les lipides dans le duodénum ( fonctions des acides biliaires).

• Elle permet la sécrétion des acides biliaires ( MDR3 (ABCB4) dans la sécrétion biliaire)
• Elle fait partie des micelles pour la digestion des lipides par les lipases pancréatiques ( digestion des lipides).
• Elle empêche, avec les acides biliaires, les microgouttelettes lipidiques de se réassocier.

2. La phosphatidylcholine est un composant majeur des HDL (lipoprotéines de haute densité) où elle joue un rôle majeur dans leur formation (Formation des α-HDL sphériques par LCAT).

Elle intervient avec LCAT (Lécithine-Cholestérol AcylTransférase) pour l'estérification du cholestérol.

$\ce{Phosphatidylcholine + cholestérol}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{Lysophosphatidylcholine + cholestérol-ester}$

3. Les B-lp, i.e. lipoprotéines à apoB, nouvellement assemblées, préchylomicrons ou pré-VLDL, :

• sont stabilisés par les apolipoprotéines, mais aussi le cholestérol et la phosphatidylcholine (PC),
• sortent du réticulum endoplasmique grâce à la lysophosphatidylcholine et la PKCζ (Protein kinase C zeta).

4. La phosphatidylcholine intervient dans la synthèse des sphingomyélines.

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