Cholesterin ist ein amphipathisches Sterol mit einem starren tetracyklischen Ringsystem und einem flexiblen Kohlenwasserstoffschwanz. Seine Polarität leitet sich von zwei funktionellen Gruppen ab:
1. 3β-Hydroxylgruppe (-OH) an C-3
- Primäres polares Moos; orientiert sich zur wässrigen Phase in Membranen.
- Bildet Wasserstoffbrückenbindungen mit Phospholipidkopfgruppen (Phosphat, Carbonyl) und Wasser.
- Moduliert Membranfluidität: fügt sich zwischen Phospholipide ein, schränkt Acylkettenbewegung bei hohen Temperaturen ein, verhindert Kristallisation bei niedrigen Temperaturen.
- Stell für Esterifizierung (Cholesterinester) durch ACAT (Speicherung) oder LCAT (HDL-Transport).
2. Carbonylgruppe (C=O) an C-17 (Seitenkette)
- Teil der Isooctyl-Seitenkette; geringer Polaritätsbeitrag.
- Beteiligt an der Steroidhormonsynthese (Spaltung durch CYP11A1 → Pregnenolon).
- Oxidation ergibt Oxysterole (z. B. 27-Hydroxycholesterin) — Signalmoleküle für LXR, SREBP-Regulierung.
Funktionale Bedeutung
- Membranstruktur: „Fluiditäts-Puffer“ — erweitert Phasenübergang.
- Lipid-Rafts: Cholesterin + Sphingolipide bilden geordnete Plattformen für Signalproteine.
- Vorstufe: Steroidhormone (Cortisol, Aldosteron, Sexualsteroide), Gallensäuren, Vitamin D₃.
- Transport: Lipoproteine (LDL, HDL) transportieren Cholesterin; rezeptorvermittelte Aufnahme (LDL-R).
Ohne diese polaren Anker könnte Cholesterin sich nicht in Doppelschichten integrieren oder seine regulatorischen Rollen erfüllen.
