Diacilglicerol: estrutura, biossíntese, funções

O diacilglicerol ou 1,2-diacilglicerol , é uma molécula de lípido simples intermediário na síntese de fosfolípidos pertencentes ao grupo de glicerofosfolípidos ou fosfoglicéridos, que partilham a característica comum de ter uma molécula de glicerol como o esqueleto principal.

É crucial para todos os organismos vivos, a tal ponto, que os produtos genéticos necessários para sua síntese sejam essenciais para a viabilidade das células e que seus níveis sejam estritamente regulados dentro da célula.

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Projeção de Fisher para diacilglicerol (fonte: Mzaki [domínio público] via Wikimedia Commons)

Bactérias, leveduras, plantas e animais são capazes de metabolizar o diacilglicerol e extrair energia de ácidos graxos esterificados para dois de seus átomos de carbono, representando também um reservatório de energia.

O diacilglicerol participa tanto no estabelecimento da estrutura da bicamada lipídica que forma todas as membranas biológicas quanto no metabolismo intermediário de outros lipídios e em várias vias de sinalização como segundo mensageiro.

Seu derivado ativado, o CDP-diacilglicerol (CDP é um análogo ao ATP, uma molécula de alta energia), é um precursor importante na síntese de muitos outros lipídios da membrana.

Com a descoberta das enzimas relacionadas a esse lipídeo, foi determinado que suas respostas dependentes de células são bastante complexas, além de terem muitas outras funções, talvez desconhecidas, por exemplo, em diferentes vias metabólicas.

Estrutura

O diacilglicerol, conforme estabelecido por sua natureza lipídica, é um composto anfipático, uma vez que possui duas cadeias alifáticas apolares de natureza hidrofóbica e uma região polar “cabeça” hidrofílica ou “cabeça” composta pelo grupo hidroxila livre.

A estrutura deste composto é bastante simples: glicerol, um álcool de três átomos de carbono e três grupos hidroxila são ligados, através dos átomos de oxigênio associados aos carbonos nas posições 1 e 2, a duas cadeias de ácidos graxos (por ligações éster), que compõem as cadeias apolares.

O grupo polar, portanto, corresponde ao grupo hidroxila não ligado, que está na posição C3 da molécula de glicerol.

Como não possui nenhum grupo polar “adicional”, o diacilglicerol é um lipídeo pequeno e sua composição “simples” fornece propriedades muito particulares no desempenho de suas múltiplas funções.

Biossíntese

A síntese de novo de diacilglicerol pode ocorrer de duas maneiras:

  1. O primeiro é da mobilização de triglicerídeos e envolve a síntese de diacilglicerol a partir de glicerol 3-fosfato.
  2. O segundo é de fosfato de di-hidroxiacetona, um intermediário glicolítico produzido na etapa catalisada pela enzima aldolase, em que o 1,6-bifosfato de frutose é clivado em 3-fosfato de gliceraldeído e fosfato de di-hidroxiacetona.

Por qualquer uma das duas vias, o glicerol 3-fosfato e o di-hidroxiacetona fosfato devem sofrer modificações envolvendo etapas de acilação (adição de grupos acil ou cadeias de ácidos graxos), formando o primeiro ácido lisofosfatídico (com uma cadeia única) e depois o ácido fosfatídico (com duas cadeias).

O ácido fosfatídico é um dos fosfolipídios mais simples, pois é composto por uma molécula de 1,2-diacilglicerol à qual um grupo fosfato anexou um grupo fosfato à posição C3 do glicerol.

O grupo fosfato nessa posição é hidrolisado pela ação das enzimas fosfo-hidrolase do ácido fosfatídico (PAP). “Ácido fosfatídico fosfo-hidrolases “).

Durante as duas rotas de produção de diacilglicerol, as cadeias de ácidos graxos são adicionadas sequencialmente e em compartimentos subcelulares separados. Um é adicionado nas mitocôndrias e peroxissomos e o outro no retículo endoplasmático.

Outras rotas sintéticas

O diacilglicerol não é produzido apenas pela síntese de novo nas células: existem rotas alternativas que o sintetizam a partir de fosfolipídios pré-existentes e, graças à ação de enzimas como a fosfolipase C, a fosfolipase D e a esfingomielina sintase.

O diacilglicerol produzido por essas vias alternativas não é utilizado para fins metabólicos, ou seja, para obter energia a partir da oxidação β dos ácidos graxos das cadeias apolares, mas principalmente para fins de sinalização.

Funções

O diacilglicerol cumpre múltiplas funções em diferentes contextos celulares. Essas funções incluem sua participação como molécula precursora de outros lipídios, no metabolismo energético, como mensageiro secundário, funções estruturais, entre outras.

Como um lipídio precursor

Foi determinado que o diacilglicerol pode ser um precursor de outros fosfolípidos, especificamente fosfatidiletanolamina e fosfatidilcolina. O processo ocorre transferindo álcoois ativados para o hidroxil da posição C3 da molécula de diacilglicerol.

Este lipídeo também pode ser usado para produzir triglicerídeos por esterificação de outro ácido graxo em carbono a partir da posição 3 da porção de glicerol, uma reação catalisada pelas enzimas diacilglicerol aciltransferase encontradas no retículo endoplasmático ou na membrana plasmática.

Graças à ação das enzimas diacilglicerol cinase, o diacilglicerol pode ser a molécula precursora do ácido fosfatídico pela ligação de um grupo fosfato ao carbono C3; O ácido fosfatídico, por sua vez, é um dos precursores essenciais da maioria dos glicerofosfolípides.

Metabólico

O diacilglicerol não funciona apenas como uma molécula precursora de outros fosfolipídios, aos quais grupos de natureza diferente podem ser adicionados ao hidroxil na posição C3, mas uma de suas principais funções é também servir como fonte de ácidos graxos para aquisição de energia por β-oxidação.

Estrutural

Como outros lipídios presentes nas membranas biológicas, o diacilglicerol tem, entre outras funções, implicações estruturais que o tornam importante para a formação de bicamadas e outros lipídios igualmente importantes do ponto de vista estrutural.

Na sinalização celular

Muitos sinais intracelulares que são dados em resposta a vários tipos de estímulos resultam na geração imediata de moléculas de diacilglicerol, pelas quais a célula utiliza muitas proteínas que são responsáveis ​​pela sinalização dependente de diacilglicerol.

Essa sinalização de “rota” envolve produção, eliminação e resposta. Então, a duração e a intensidade de um determinado sinal são determinadas pela modificação do diacilglicerol nas membranas.

Além disso, o diacilglicerol produzido durante a hidrólise do fosfatidilinositol e seus derivados fosforilados é um segundo mensageiro importante para as vias de sinalização de muitos hormônios em mamíferos.

Referências

  1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Walter, P. (2004). Biologia Celular Essencial Abingdon: Garland Science, Grupo Taylor e Francis.
  2. Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacilglicerol, quando a simplicidade se torna complexa. Trends in Bioochemical Sciences , 1–10.
  3. Fox, SI (2006). Fisiologia Humana (9a ed.). Nova York, EUA: McGraw-Hill Press.
  4. Rawn, JD (1998). Bioquímica . Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
  5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Bioquímica de lipídios, lipoproteínas e membranas. In New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4ª ed.). Elsevier

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