DIACYLGLYCEROL: STRUKTUR, BIOSYNTESE, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den diacylglycerol eller 1,2-diacylglycerol, er en mellemprodukt i syntesen af phospholipider, der tilhører gruppen af glycerophospholipider eller phosphoglycerider, enkel lipidmolekyle som deler fælles karakteristiske ved at have en glycerol-molekyle som den vigtigste skelet.

Det er vigtigt for alle levende organismer, i en sådan grad, at de genetiske produkter, der er nødvendige for dens syntese, er essentielle for cellers levedygtighed, og deres niveauer er strengt reguleret i cellen.

Fishers projektion for Diacylglycerol (Kilde: Mzaki via Wikimedia Commons)

Bakterier, gær, planter og dyr er i stand til at metabolisere diacylglycerol og ekstrahere energi fra fedtsyrer, der er forestret til to af dets carbonatomer, så det repræsenterer også et energireservoir.

Diacylglycerol deltager både i oprettelsen af ​​strukturen af ​​lipid-dobbeltlaget, der udgør alle biologiske membraner, såvel som mellemliggende metabolisme af andre lipider og i forskellige signalveje som en anden messenger.

Dets aktiverede derivat, CDP-diacylglycerol (CDP er en analog af ATP, et højenergimolekyle), er en vigtig forløber i syntesen af ​​mange andre membranlipider.

Med opdagelsen af ​​enzymerne, der er relateret til dette lipid, er det blevet bestemt, at de cellulære responser, der er afhængige af det, er ret kompliceret, ud over at have mange andre funktioner, måske ukendt, for eksempel i forskellige metabolske veje.

Struktur

Diacylglycerol er, som dets lipidkarakter etablerer det, en amfipatisk forbindelse, da den har to hydrofobe apolære alifatiske kæder og en hydrofil polær region eller "hoved", sammensat af den frie hydroxylgruppe.

Strukturen af ​​denne forbindelse er ganske enkel: glycerol, en alkohol med tre carbonatomer og tre hydroxylgrupper, binder gennem oxygenatomer, der er forbundet med kulhydraterne i position 1 og 2, til to kæder af fedtsyrer. (ved esterbindelser), der udgør de apolære kæder.

Den polære gruppe svarer derefter til den ubundne hydroxylgruppe, den i glycerolmolekylets C3-position.

Da det ikke har nogen "yderligere" polære grupper, er diacylglycerol en lille lipid, og dens "enkle" sammensætning giver det meget særlige egenskaber i udførelsen af ​​dets flere funktioner.

biosyntese

De novosyntesen af ​​diacylglycerol kan forekomme på to måder:

1. Den første er fra triglyceridmobilisering og involverer syntese af diacylglycerol fra glycerol 3-phosphat.
2. Det andet er fra dihydroxyacetonphosphat, et glycolytisk mellemprodukt produceret i trinnet katalyseret af enzymet aldolase, hvor fructose 1,6-bisphosphat spaltes i glyceraldehyd 3-phosphat og dihydroxyacetonphosphat.

På begge måder skal både glycerol-3-phosphat og dihydroxyacetonphosphat gennemgå modifikationer, der involverer acyleringstrin (tilsætning af acylgrupper eller fedtsyrekæder), først dannelse af lysophosphatidinsyre (med en enkelt kæde) og derefter syre fosfatidisk (med to kæder).

Phosphatidinsyre er en af ​​de enkleste phospholipider, da den består af et 1,2-diacylglycerolmolekyle, hvortil en phosphatgruppe er knyttet til C3-stillingen af ​​glycerol gennem en phosphodiesterbinding.

Fosfatgruppen i denne position hydrolyseres ved virkningen af ​​enzymer phosphatidinsyrephosphohydrolaser (PAP, fra engelsk "Phosphatidic Acid Phosphohydrolases").

Under begge veje til produktion af diacylglycerol tilsættes fedtsyrekæderne i rækkefølge og i separate subcellulære rum. Den ene tilføjes i mitokondrier og peroxisomer og den anden i det endoplasmatiske retikulum.

Andre synteseruter

Diacylglycerol produceres ikke kun ved de novo-syntese i celler: der er alternative veje, der syntetiserer det fra allerede eksisterende phospholipider, og takket være virkningen af ​​enzymer såsom phospholipase C, phospholipase D og sphingomyelin-syntase.

Diacylglycerol produceret ved disse alternative veje bruges ikke til metabolske formål, det vil sige for at opnå energi fra ß-oxidationen af ​​fedtsyrerne i de ikke-polære kæder, men hovedsageligt til signalformål.

Funktioner

Diacylglycerol tjener flere funktioner i forskellige cellulære sammenhænge. Disse funktioner inkluderer dens deltagelse som et forstadiemolekyle for andre lipider, i energimetabolisme, som en sekundær messenger, og strukturelle funktioner, blandt andre.

Som forløber lipid

Det er blevet bestemt, at diacylglycerol kan være en forløber for andre phospholipider, specifikt phosphatidylethanolamin og phosphatidylcholin. Processen finder sted ved at overføre aktiverede alkoholer til hydroxyl i C3-positionen af ​​diacylglycerolmolekylet.

Dette lipid kan også bruges til at fremstille triglycerider ved esterificering af en anden fedtsyre ved 3-stillings-carbonet i glyceroldelen, en reaktion katalyseret af diacylglycerolacyltransferaser fundet i den endoplasmatiske retikulum eller i plasmamembranen.

Takket være virkningen af ​​diacylglycerolkinasesenzymer kan diacylglycerol være forløbermolekylet af fosfatidinsyre på grund af foreningen af ​​en phosphatgruppe på carbon C3; phosphatidinsyre er til gengæld en af ​​de væsentligste forløbere for de fleste glycerophospholipider.

Metabolisk

Diacylglycerol fungerer ikke kun som et forstadiemolekyle for andre phospholipider, hvortil grupper af forskellig art kan sættes til hydroxyl i C3-position, men en af ​​dens vigtigste funktioner er også at tjene som en kilde til fedtsyrer til erhvervelse af energi ved β-oxidation.

Strukturel

Som andre lipider, der findes i biologiske membraner, har diacylglycerol blandt andre funktioner strukturelle implikationer, der gør det vigtigt for dannelsen af ​​dobbeltlag og andre lige så vigtige lipider fra det strukturelle synspunkt.

I celle signalering

Mange intracellulære signaler, der forekommer som respons på forskellige typer af stimuli, resulterer i den øjeblikkelige generation af diacylglycerolmolekyler, som cellen bruger mange proteiner, der er ansvarlige for diacylglycerol-afhængig signalering.

Denne signal "vej" involverer produktion, eliminering og respons. Derefter bestemmes varigheden og intensiteten af ​​et givet signal ved modificeringen af ​​diacylglycerol i membranerne.

Desuden er diacylglycerol produceret under hydrolyse af phosphatidylinositol og dets phosphorylerede derivater en vigtig anden messenger til signalveje for mange hormoner hos pattedyr.

Referencer

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Væsentlig cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacylglycerol, når enkelhed bliver kompleks. Tendenser i biokemiske videnskaber, 1–10.
3. Fox, SI (2006). Human Physiology (9. udg.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
4. Rawn, JD (1998). Biokemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson forlag.
5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokemi af lipider, lipoproteiner og membraner. I New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4. udg.). Elsevier.