DIACILGLICEROL: STRUKTURA, BIOSINTEZA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Diacilglicerol ili 1,2-diacilglicerola, jedan je intermedijer u sintezi fosfolipida pripadaju skupini glicerofosfsolipida ili fosfogliceridima, jednostavnom lipidnom molekula koje dijele zajedničko svojstvo ima glicerol molekula kao u glavnom kostura.

Ključno je za sve žive organizme, do te mjere da su genetski proizvodi potrebni za njegovu sintezu ključni za održivost stanica i da su njihove razine strogo regulirane unutar stanice.

Fisherova projekcija za Diacylgcecerol (Izvor: Mzaki via Wikimedia Commons)

Bakterije, kvasci, biljke i životinje sposobni su metabolizirati diacilglicerol i izvlačiti energiju iz masnih kiselina esterificiranih u dva njegova ugljikova atoma, tako da on predstavlja i rezervoar energije.

Dijacilglicerol sudjeluje u uspostavljanju strukture lipidnog dvosloja koji čini sve biološke membrane, kao i u intermedijarnom metabolizmu drugih lipida i u različitim signalnim putovima kao drugi glasnik.

Njegov aktivirani derivat, CDP-diacilglicerol (CDP je analog ATP-a, visokoenergetska molekula), važan je prekursor u sintezi mnogih drugih membrana lipida.

Otkrivanjem enzima povezanih s ovim lipidom utvrđeno je da je stanični odgovor koji ovisi o njemu prilično složen, osim što ima mnogo drugih funkcija, možda nepoznatih, na primjer u različitim metaboličkim putevima.

Struktura

Dijacilglicerol, kako utvrđuje njegova lipidna priroda, amfipatski je spoj budući da ima dva hidrofobna apolarna alifatička lanca i hidrofilnu polarnu regiju ili "glavu", sastavljenu od slobodne hidroksilne skupine.

Struktura ovog spoja je vrlo jednostavna: glicerol, alkohol s tri atoma ugljika i tri hidroksilne skupine, veže se kroz atome kisika povezane s ugljikovima u položajima 1 i 2 na dva lanca masnih kiselina. (pomoću esterskih veza), koje čine apolarne lance.

Polarna skupina tada odgovara nevezanoj hidroksilnoj skupini, onoj na C3 položaju molekule glicerola.

Budući da nema nikakvih "dodatnih" polarnih skupina, diacilglicerol je mali lipid, a njegov "jednostavan" sastav daje vrlo posebna svojstva u obavljanju više funkcija.

biosinteza

De novo sinteza diacilglicerola može se dogoditi na dva načina:

1. Prvi je iz mobilizacije triglicerida i uključuje sintezu diacilglicerola iz glicerol 3-fosfata.
2. Drugi je iz dihidroksiaceton fosfata, glikolitičkog intermedijara dobivenog u koraku kataliziranog enzimom aldolaze, gdje se fruktozni 1,6-bisfosfat cijepa u gliceraldehid 3-fosfat i dihidroksiaceton fosfat.

Bilo kako bilo, i glicerol 3-fosfat i dihidroksiaceton fosfat moraju proći modifikacije koje uključuju korake acilacije (dodavanje acilnih skupina ili lanaca masnih kiselina), prvo formiranje lizofosfatidne kiseline (s jednim lancem), a zatim kiseline fosfatidni (s dva lanca).

Fosfatidna kiselina jedan je od najjednostavnijih fosfolipida, jer se sastoji od molekule 1,2-diacilglicerola na koju je fosfatna skupina spojena na položaj C3 glicerola preko fosfodiesterske veze.

Fosfatna skupina u ovom položaju hidrolizira se djelovanjem fosfohidrolaze fosfatidne kiseline (PAP, engleski „Phosphatidic Acid Phosphohydrolases“).

Tijekom oba načina proizvodnje diacilglicerola lanci masnih kiselina dodaju se uzastopce i u zasebnim subcelijskim odjeljcima. Jedna se dodaje u mitohondrijima i peroksisomima, a druga u endoplazmatskom retikuluu.

Ostali putevi sinteze

Diacilglicerol se ne proizvodi samo sintezom de novo u stanicama: postoje alternativni putevi koji ga sintetiziraju iz postojećih fosfolipida i zahvaljujući djelovanju enzima poput fosfolipaze C, fosfolipaze D i sfingomijelin sintaze.

Diacilglicerol proizveden tim alternativnim putevima ne koristi se za metaboličke svrhe, odnosno za dobivanje energije iz β-oksidacije masnih kiselina apolarnih lanaca, već uglavnom za potrebe signalizacije.

Značajke

Diacilglicerol služi više funkcija u različitim staničnim okvirima. Ove funkcije uključuju njegovo sudjelovanje kao molekula prekursora drugih lipida, u energetskom metabolizmu, kao sekundarnom glasniku, i strukturnim funkcijama, među ostalim.

Kao prekursor lipid

Utvrđeno je da diacilglicerol može biti prekursor za druge fosfolipide, posebno fosfatidiletanolamin i fosfatidilholin. Postupak se događa premještanjem aktiviranih alkohola u hidroksil na položaju C3 molekule diacilglicerola.

Taj se lipid može također koristiti za proizvodnju triglicerida esterifikacijom druge masne kiseline na 3-položaju ugljika udjela glicerola, reakcijom kataliziranom diacilglicerol-acil-transferazama koje se nalaze u endoplazmatskom retikulu ili u plazma membrani.

Zahvaljujući djelovanju enzima diacilglicerol kinaza, diacilglicerol može biti prekursor molekule fosfatidne kiseline zbog spajanja fosfatne skupine na ugljik C3; fosfatidinska kiselina je zauzvrat jedan od bitnih prekursora većine glicerofosfolipida.

metabolički

Diacilglicerol djeluje ne samo kao molekula prekursora za druge fosfolipide, kojima se skupine različite prirode mogu dodati hidroksilu u položaju C3, ali jedna od njegovih glavnih funkcija je i da služi kao izvor masnih kiselina za stjecanje energije β-oksidacijom.

strukturalan

Kao i drugi lipidi prisutni u biološkim membranama, diacilglicerol ima, između ostalih funkcija, strukturne posljedice koje ga čine važnim za stvaranje dvoslojnih i drugih jednako važnih lipida sa strukturnog stajališta.

U staničnoj signalizaciji

Mnogi unutarćelijski signali koji nastaju kao odgovor na različite vrste podražaja rezultiraju neposrednom generacijom molekula diacilglicerola, za koje stanica koristi mnogo proteina koji su odgovorni za signalizaciju ovisnu o diacilglicerolu.

Ovaj signalni "put" uključuje proizvodnju, uklanjanje i reagiranje. Tada se trajanje i intenzitet određenog signala određuje modifikacija diaciglicerola u membranama.

Nadalje, diacilglicerol dobiven tijekom hidrolize fosfatidilinozitola i njegovi fosforilirani derivati ​​važan su drugi glasnik za signalne putove mnogih hormona kod sisavaca.

Reference

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Bitna stanična biologija. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Carrasco, S., i Mérida, I. (2006). Diacilglicerol, kada jednostavnost postaje složena. Trendovi biokemijskih znanosti, 1–10.
3. Fox, SI (2006). Ljudska fiziologija (9. izd.). New York, SAD: McGraw-Hill Press.
4. Rawn, JD (1998). Biokemija. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokemija lipida, lipoproteina i membrana. U Novoj sveobuhvatnoj biokemiji Vol. 36 (4. izd.). Elsevier.