Ácido fosfatídico: estrutura química, biossíntese, funções

O ácido fosfatídico ou fosfatidato , é um fosfolípido que pertence à família de glicerofosfolípidos ou fosfoglicéridos, que estão presentes em todas as membranas biológicas. É o fosfolipídeo mais simples e funciona como precursor de outros glicerofosfolípides mais complexos, embora não seja encontrado em grandes quantidades.

Em E. coli , por exemplo, representa menos de 0,5% do total de fosfolipídios na membrana plasmática e muda rapidamente devido ao seu papel como intermediário biossintético.

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Representação de Fisher para o ácido fosfatídico (Fonte: Mzaki [domínio público] via Wikimedia Commons)

Este fosfolipídeo precursor é formado pela acilação dos grupos hidroxila do glicerol 3-fosfato com duas moléculas de ácidos graxos ativados e acredita-se que esteja presente em praticamente todas as membranas biológicas.

A cardiolipina, um importante fosfolipídeo presente na membrana mitocondrial e na membrana plasmática de bactérias e arquéias, é formada por duas moléculas de ácido fosfatídico ligadas a uma molécula de glicerol.

O ácido lisofosfatídico, isto é, uma molécula de ácido fosfatídico que não possui um grupo acil, participa como uma molécula intermediária em muitos processos de sinalização extracelular.

Estrutura quimica

Como a maioria dos fosfolipídios, o ácido fosfatídico é uma molécula anfipática com duas extremidades opostas de hidrofilicidade: uma extremidade polar hidrofílica e caudas apolares hidrofóbicas.

Como mencionado anteriormente, este é o fosfolípido mais simples, uma vez que sua “cabeça” ou grupo polar é composto exclusivamente pelo grupo fosfato que está ligado ao carbono da posição 3 de uma molécula de glicerol.

Suas caudas apolares são formadas por duas cadeias de ácidos graxos esterificados nos carbonos das posições 1 e 2 do glicerol 3-fosfato. Esses ácidos graxos têm diferentes comprimentos e graus de saturação.

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Geralmente, o comprimento dos ácidos graxos ligados varia entre 16 e 24 átomos de carbono; e foi determinado que o ácido graxo ligado ao carbono 2 é geralmente insaturado (presença de ligações duplas carbono-carbono), embora isso dependa do organismo considerado, uma vez que nos plastídeos vegetais é um ácido graxo saturado.

Biossíntese

A biossíntese do ácido fosfatídico é o ponto de ramificação da síntese dos outros glicerofosfolípides. Começa com a ativação de ácidos graxos pela adição de uma porção de CoA, uma reação catalisada pela acil-CoA sintetase, que produz acil-CoA.

Existem diferentes isoformas dessa enzima que são encontradas no retículo endoplasmático e nas mitocôndrias, mas as reações ocorrem de maneira muito semelhante à maneira como ocorrem nos procariontes.

O primeiro passo “comprometido” da via biossintética é a transferência da molécula de acil-CoA para o glicerol 3-fosfato, uma reação catalisada por uma glicerol 3-fosfato aciltransferase associada à membrana externa da mitocôndria e do retículo endoplasmático

Pensa-se que o produto dessa reação, um ácido lisofosfatídico (uma vez que possui apenas uma cadeia de hidrocarbonetos), seja transferido da mitocôndria para o retículo endoplasmático, a fim de realizar a segunda reação de acilação.

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Resumo gráfico da síntese do ácido fosfatídico (fonte: Krishnavedala [domínio público] via Wikimedia Commons)

A enzima que catalisa esta etapa é conhecida como 1-acilglicerol 3-fosfato aciltransferase, abundante na membrana do retículo endoplasmático e que transfere especificamente ácidos graxos insaturados para o carbono da posição 2 da molécula de 1-acilglicerol 3-fosfato.

O ácido fosfatídico assim formado pode ser hidrolisado pela fosfatase do ácido fosfatídico em 1,2-diacilglicerol, que pode então ser utilizado para a síntese de fosfatidilcolina e fosfatidiletanolamina.

Outras rotas de produção

Uma rota alternativa para a produção de ácido fosfatídico que envolve a “reciclagem” de moléculas de 1,2-diacilglicerol tem a ver com a participação de enzimas de cinase específicas que transferem grupos fosfato para o carbono na posição 3 do diacilglicerol.

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Outra é da hidrólise de outros fosfolipídios, catalisada por enzimas conhecidas como fosfolipases. Um exemplo desse processo é a produção de ácido fosfatídico a partir da fosfatidilcolina, graças à ação da fosfolipase D, que hidrolisa a ligação entre a colina e o grupo fosfato de 1,2-diacilglicerol 3-fosfato.

Biossíntese em plantas

A produção de ácido fosfatídico nas plantas está associada a quatro compartimentos diferentes de células vegetais: plastídios, retículo endoplasmático, mitocôndrias e complexo de Golgi.

O primeiro passo da rota é o mesmo descrito anteriormente, e em cada compartimento uma glicerol 3-fosfato aciltransferase participa para transferir o grupo acil-CoA ativado para o carbono 1 de uma molécula de glicerol 3-fosfato.

A síntese é completada por uma enzima chamada ácido lisofosfatídico aciltransferase após a transferência de outro grupo acil para a posição C3 do ácido lisofosfatídico.

Nos plastídeos vegetais, essa enzima transfere seletivamente ácidos graxos saturados de um comprimento correspondente com 16 átomos de carbono. Este é um atributo particular dos lipídios sintetizados nessas organelas.

Funções

O ácido fosfatídico é o precursor fosfolipídeo de muitos fosfolipídios, galactolipídios e triglicerídeos em muitos organismos. Portanto, é uma molécula essencial para as células, embora não cumpra funções estruturais diretas.

Em animais, um dos produtos de sua hidrólise enzimática, 1,2-diacilglicerol, é utilizado para a formação de triacilglicerídeos ou triglicerídeos por transesterificação com uma terceira molécula de ácido graxo ativado (associado a uma porção CoA).

Os triglicerídeos são importantes moléculas de reserva de energia para animais, uma vez que a oxidação dos ácidos graxos presentes nesses leva à liberação de grandes quantidades de energia e de precursores e intermediários em outras vias metabólicas.

Outro produto de sua hidrólise, o ácido lisofosfatídico, é um importante segundo mensageiro em algumas vias de sinalização extracelular que envolvem sua ligação a receptores na superfície de outras células envolvidas na tumorigênese, angiogênese e respostas imunes, entre outras.

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Suas funções como molécula sinalizadora incluem sua participação na indução da proliferação celular, diminuição da apoptose, agregação plaquetária, contração do músculo liso, quimiotaxia, invasão de células tumorais e outras.

Nas bactérias, o ácido fosfatídico é necessário durante um processo de troca de fosfolipídios da membrana que fornece à célula moléculas “osmoprotetoras” conhecidas como “oligossacarídeos derivados da membrana”.

Referências

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