- Structura
- biosinteza
- Alte căi de sinteză
- Caracteristici
- Ca o lipidă precursoare
- Metabolic
- Structural
- În semnalizarea celulelor
- Referințe
Diacilglicerolului sau 1,2-diacilglicerolului , este un intermediar în sinteza fosfolipidelor care aparțin grupei de glicerofosfolipide sau fosfogliceride, molecula de lipide simplu care împart caracteristica comună de a avea o moleculă de glicerol ca scheletul principal.
Este crucial pentru toate organismele vii, într-o asemenea măsură, încât produsele genetice necesare sintezei sale sunt esențiale pentru viabilitatea celulelor, iar nivelurile lor sunt strict reglementate în interiorul celulei.
Proiecția lui Fisher pentru Diacylglycerol (Sursa: Mzaki prin Wikimedia Commons)
Bacteriile, drojdiile, plantele și animalele sunt capabile să metabolizeze diacilglicerolul și să extragă energie din acizii grași esterificați la doi dintre atomii săi de carbon, deci reprezintă și un rezervor de energie.
Diacilglicerolul participă atât la stabilirea structurii stratului lipidic care formează toate membranele biologice, cât și la metabolismul intermediar al altor lipide și la diverse căi de semnalizare ca al doilea mesager.
Derivatul său activ, CDP-diacilglicerolul (CDP este un analog al ATP, o moleculă cu energie mare), este un precursor important în sinteza multor alte lipide de membrană.
Odată cu descoperirea enzimelor legate de această lipidă, s-a stabilit că răspunsurile celulare dependente de acesta sunt destul de complexe, pe lângă faptul că au multe alte funcții, poate necunoscute, de exemplu pe căi metabolice diferite.
Structura
Diacilglicerolul, după cum îl stabilește natura lipidică, este un compus amfipatic, deoarece are două lanțuri alifatice apolare hidrofobe și o regiune polară hidrofilă sau „cap”, compusă din grupa hidroxil liberă.
Structura acestui compus este destul de simplă: glicerolul, un alcool cu trei atomi de carbon și trei grupări hidroxil, se leagă, prin atomii de oxigen asociați cu carbonii în pozițiile 1 și 2, la două lanțuri de acizi grași. (prin legături esterice), care alcătuiesc lanțurile apolare.
Grupul polar corespunde atunci grupei hidroxil nelegate, cea aflată în poziția C3 a moleculei de glicerol.
Deoarece nu are grupuri polare „suplimentare”, diacilglicerolul este o lipidă mică, iar compoziția sa „simplă” îi conferă proprietăți foarte particulare în îndeplinirea multiplelor funcții.
biosinteza
Sinteza de novo a diacilglicerolului poate apărea în două moduri:
- Primul este din mobilizarea trigliceridelor și implică sinteza diacilglicerinei din glicerolul 3-fosfat.
- Al doilea este din dihidroxiacetona fosfat, un intermediar glicolitic produs în etapa catalizată de enzima aldolază, unde fructoza 1,6-bifosfat este scindată în gliceraldehidă 3-fosfat și dihidroxiacetona fosfat.
Oricum, atât glicerolul 3-fosfat, cât și dihidroxiacetona fosfat trebuie să sufere modificări care implică etape de acilare (adăugarea de grupări acil sau lanțuri de acizi grași), formând mai întâi acid lizofosfatidic (cu un singur lanț) și apoi acid fosfatidice (cu două lanțuri).
Acidul fosfatidic este unul dintre cei mai simpli fosfolipide, deoarece este format dintr-o moleculă 1,2-diacilglicerol la care a fost atașat un grup fosfat la poziția C3 a glicerolului printr-o legătură fosfodiester.
Grupa fosfat în această poziție este hidrolizată prin acțiunea enzimelor acid fosfatidic fosfohidrolazelor (PAP, din engleză "Fosfatidic Acid Fosfohidrolaze").
În timpul ambelor rute de producție de diacilglicerol, lanțurile de acizi grași sunt adăugate secvențial și în compartimente subcelulare separate. Unul este adăugat în mitocondrii și peroxisomi, iar celălalt în reticulul endoplasmatic.
Alte căi de sinteză
Diacilglicerolul nu este produs numai de sinteza de novo în celule: există căi alternative care îl sintetizează din fosfolipide preexistente și datorită acțiunii enzimelor precum fosfolipasa C, fosfolipazei D și sfinomielinei sintazei.
Diacilglicerolul produs pe aceste căi alternative nu este folosit în scopuri metabolice, adică pentru a obține energie din oxidarea β a acizilor grași din lanțurile nepolare, dar în principal în scopuri de semnalizare.
Caracteristici
Diacilglicerolul servește mai multe funcții în diferite contexte celulare. Aceste funcții includ participarea sa ca o moleculă precursoare a altor lipide, în metabolismul energetic, ca mesager secundar și funcții structurale, printre altele.
Ca o lipidă precursoare
S-a stabilit că diacilglicerolul poate fi un precursor al altor fosfolipide, în special fosfatidiletanolamina și fosfatidilcolina. Procesul are loc prin transferul alcoolilor activi în hidroxil în poziția C3 a moleculei de diacilglicerol.
Această lipidă poate fi folosită și pentru producerea trigliceridelor prin esterificarea unui alt acid gras în carbonul cu 3 poziții al porțiunii glicerol, o reacție catalizată de diacilglicerol acil transferaze găsite în reticulul endoplasmatic sau în membrana plasmatică.
Datorită acțiunii enzimelor diacilglicerol kinazei, diacilglicerolul poate fi molecula precursoare a acidului fosfatidic prin unirea unei grupări fosfat pe carbonul C3; acidul fosfatidic, la rândul său, este unul dintre precursorii esențiali ai majorității glicerofosfolipidelor.
Metabolic
Diacilglicerolul nu funcționează numai ca o moleculă precursoare pentru alți fosfolipide, la care grupuri de natură diferită pot fi adăugate hidroxilului în poziția C3, dar una dintre principalele sale funcții este, de asemenea, să servească drept sursă de acizi grași pentru achiziția de energie. prin β-oxidare.
Structural
Ca și alte lipide prezente în membranele biologice, diacilglicerolul are, printre alte funcții, implicații structurale care îl fac important pentru formarea straturilor și a altor lipide la fel de importante din punct de vedere structural.
În semnalizarea celulelor
Multe semnale intracelulare care apar ca răspuns la diferite tipuri de stimuli duc la generarea imediată a moleculelor de diacilglicerol, pentru care celula utilizează multe proteine care sunt responsabile de semnalizarea dependentă de diacilglicerol.
Această „cale” de semnalizare implică producție, eliminare și răspuns. Apoi, durata și intensitatea unui semnal dat este determinată de modificarea diacilglicerolului în membrane.
Mai mult, diacilglicerolul produs în timpul hidrolizei fosfatidilinositol și a derivaților săi fosforilați sunt un al doilea mesager important pentru căile de semnalizare a multor hormoni la mamifere.
Referințe
- Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologia celulară esențială. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacilglicerol, când simplitatea devine complexă. Tendințe în științele biochimice, 1-10.
- Fox, SI (2006). Fiziologie umană (ediția a IX-a). New York, SUA: McGraw-Hill Press.
- Rawn, JD (1998). Biochimie. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biochimia lipidelor, lipoproteinelor și membranelor. În New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (ediția a 4-a). Elsevier.