Fosfolipidy są ważną klasą biomolekuł. Fosfolipidy są podstawowym budulcem błon komórkowych i stanowią główną część surfaktantu, warstwy, która zajmuje interfejsy powietrze/ciecz w płucach. Cząsteczki te składają się z polarnej lub naładowanej grupy głównej i pary niepolarnych ogonów kwasów tłuszczowych, połączonych wiązaniem glicerolowym. To połączenie segmentów polarnych i niepolarnych określa się mianem amfifilowego, a słowo to opisuje tendencję tych cząsteczek do gromadzenia się na granicach faz polarnej i niepolarnej.

Struktura najbardziej powszechnej klasy fosfolipidów, fosfoglicerydy, opiera się na glicerolu, alkoholu trójwęglowym o wzorze CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH. Dwa łańcuchy kwasu tłuszczowego, z których każdy ma zazwyczaj parzystą liczbę atomów węgla pomiędzy 14 a 20, przyłączają się (poprzez podwójną estryfikację) do pierwszego i drugiego karbonu cząsteczki glicerolu, oznaczanych odpowiednio jako pozycje sn1 i sn2. Trzecia grupa hydroksylowa glicerolu, w pozycji sn3, reaguje z kwasem fosforowym, tworząc fosfatydat. Zwykłe fosfolipidy, szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, są produkowane przez dalszą reakcję grupy fosforanowej w fosfatydacie z alkoholem, takim jak seryna, etanoloamina, cholina, glicerol lub inozytol. Powstałe lipidy mogą być naładowane, na przykład fosfatydyloseryna (PS), fosfatydyloinozytol (PI) i fosfatydyloglicerol (PG); lub dipolarne (posiadające oddzielne obszary naładowane dodatnio i ujemnie), na przykład fosfatydylocholina (PC) i fosfatydyloetanoloamina (PE). Termin “lecytyna” odnosi się do lipidów typu PC. Typowym układem fosfolipidów jest obecność nasyconego kwasu tłuszczowego, takiego jak kwas palmitynowy lub stearynowy, w pozycji sn1 i nienasyconego lub wielonienasyconego kwasu tłuszczowego, takiego jak kwas oleinowy lub arachodonowy, w pozycji sn2 (patrz rysunek 1 dla struktury fosfoglicerydu).

Inną klasą fosfolipidów są sfingolipidy. Cząsteczka sfingolipidu ma opisaną powyżej strukturę grupy głowowej opartej na fosfatydylu, ale (w przeciwieństwie do zwykłej cząsteczki fosfolipidu) zawiera pojedynczy kwas tłuszczowy

Rysunek 1. Struktury dwóch fosfolipidów. Struktura A reprezentuje klasyczny glicerofosfolipid, POPC, i składa się z choliny, fosforanu, glicerolu i dwóch kwasów tłuszczowych. Struktura B jest przykładem sfingomieliny i składa się z choliny, fosforanu, sfingozyny i tylko jednego kwasu tłuszczowego.

i długołańcuchowy alkohol jako jej składniki hydrofobowe. Dodatkowo, szkieletem sfingolipidu jest sfingozyna, aminoalkohol (a nie glicerol). Struktura reprezentatywnego sfingolipidu, sfingomieliny, jest również przedstawiona na rycinie 1. Uważa się, że sfingolipidy, występujące głównie w tkance nerwowej, tworzą bogate w cholesterol domeny w błonach dwuwarstw lipidowych, które mogą być ważne dla funkcji niektórych białek błonowych.

Fosfolipidy mają wiele funkcji w systemach biologicznych: jako paliwa, jako elementy strukturalne błon, jako czynniki sygnalizacyjne i jako surfaktanty. Na przykład, surfaktant płucny jest mieszaniną lipidów (głównie dipalmitoilofosfatydylocholiny) i białek, która kontroluje napięcie powierzchniowe płynu wyściełającego wewnętrzne płuca (miejsce wymiany gazowej), umożliwiając szybkie rozszerzanie i ściskanie tej wyściółki podczas cyklu oddechowego. Fosfolipidy są głównym składnikiem lipidowym błon komórkowych, dzięki czemu utrzymują integralność strukturalną między komórką a jej otoczeniem i zapewniają granice między przedziałami w komórce.