Fosfoglicerídeos: estrutura, funções e exemplos

Os fosfoglicéridos ou glicerofosfolipidos são abundantes moléculas de natureza lipídica em membranas biológicas. Uma molécula fosfolipídica é composta por quatro componentes básicos: ácidos graxos, um esqueleto ligado ao ácido graxo, um fosfato e um álcool ligados a este último.

Geralmente, um ácido graxo saturado é encontrado no carbono 1 de glicerol (apenas ligações simples), enquanto no carbono 2 o ácido graxo é do tipo insaturado (ligações duplas ou triplas entre carbonos).

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Origem da estrutura
: nenhum autor legível por máquina é fornecido. Lennert B assumiu (com base em reivindicações de direitos autorais). [Domínio público], via Wikimedia Commons

Entre os fosfoglicerídeos mais proeminentes nas membranas celulares estão: esfingomielina, fosfatidilinositol, fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina.

Os alimentos que são ricos nessas moléculas biológicas são carnes brancas, como peixes, gemas de ovos, algumas vísceras, mariscos, nozes, entre outros.

Estrutura

Componentes de um fosfoglicerídeo

Um fosfoglicerídeo é formado por quatro elementos estruturais básicos. O primeiro é um esqueleto ao qual estão ligados ácidos graxos, fosfato e álcool – o último está ligado ao fosfato.

O esqueleto de fosfoglicerídeo pode ser formado de glicerol ou esfingosina. O primeiro é um álcool de três carbonos, enquanto o segundo é outro álcool com uma estrutura mais complexa.

No glicerol, os grupos hidroxila localizados no carbono 1 e 2 são esterificados por dois grupos carboxila de ácidos graxos de cadeia grande. O carbono ausente, localizado na posição 3, é esterificado com um ácido fosfórico.

Enquanto o glicerol não possui carbono assimétrico, os carbonos alfa não são estereoquimicamente idênticos. Assim, a esterificação de um fosfato no carbono correspondente confere assimetria à molécula.

Características dos ácidos graxos nos fosfoglicerídeos

Os ácidos graxos são moléculas compostas de cadeias de hidrocarbonetos de comprimento e grau variados de insaturação e terminam em um grupo carboxila. Essas características variam consideravelmente e determinam suas propriedades.

A cadeia de ácidos graxos é linear se for do tipo saturado ou se for insaturada na posição trans . Por outro lado, a presença de uma ligação dupla do tipo cis cria uma torção na cadeia, de modo que não é mais necessário representá-la linearmente, como geralmente é feito.

Os ácidos graxos com ligações duplas ou triplas influenciam significativamente o estado e as características físico-químicas das membranas biológicas.

Propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas

Cada um dos elementos mencionados difere em termos de suas propriedades hidrofóbicas. Os ácidos graxos, sendo lipídicos, são hidrofóbicos ou não polares, o que significa que eles não se misturam com a água.

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Por outro lado, o restante dos elementos fosfolipídios lhes permite interagir em um ambiente, graças às suas propriedades polares ou hidrofílicas.

Dessa forma, os fosfoglicerídeos são classificados como moléculas anfipáticas, o que significa que uma extremidade é polar e a outra é apolar.

Podemos usar a analogia de uma partida ou partida. A cabeça de combinação representa a cabeça polar que consiste no fosfato carregado e nas substituições do grupo fosfato. A extensão da partida é representada por uma cauda não polar, formada por cadeias de hidrocarbonetos.

Os grupos de natureza polar são carregados em pH 7, com uma carga negativa. Isto é devido ao fenômeno de ionização do grupo fosfato, que tem um pk próximo de 2, e às cargas dos grupos esterificados. O número de cargas depende do tipo de fosfoglicerídeo estudado.

Funções

Estrutura das membranas biológicas

Lipídios são biomoléculas hidrofóbicas que exibem solubilidade em solventes orgânicos – como clorofórmio, por exemplo.

Essas moléculas têm uma ampla variedade de funções: desempenhar um papel como combustíveis, armazenando energia concentrada; como moléculas sinalizadoras; e como componentes estruturais das membranas biológicas.

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Na natureza, o grupo mais abundante de lipídios que existem são os fosfoglicerídeos. Sua principal função é do tipo estrutural, pois faz parte de todas as membranas celulares.

As membranas biológicas são agrupadas em forma de bicamada. O que significa que os lipídios são agrupados em duas camadas, onde suas caudas hidrofóbicas olham para dentro da bicamada e as cabeças polares estão voltadas para o exterior e para o interior celular.

Essas estruturas são cruciais. Eles delimitam a célula e são responsáveis ​​pela troca de substâncias com outras células e com o ambiente extracelular. No entanto, as membranas contêm outras moléculas lipídicas que não os fosfoglicerídeos e também moléculas de natureza proteica que mediam o transporte ativo e passivo de substâncias.

Funções secundárias

Além de fazer parte das membranas biológicas, os fosfoglicerídeos estão associados a outras funções no ambiente celular. Alguns lipídios muito específicos fazem parte das membranas da mielina, a substância que cobre os nervos.

Alguns podem atuar como mensagens na captura e transmissão de sinais para o ambiente celular.

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Metabolismo

Síntese

A síntese de fosfoglicerídeos é realizada com base em metabólitos intermediários, como a molécula de ácido fosfatídico e também triacilgliceróis.

Um nucleotídeo CTP ativado (trifosfato de citidina) forma um intermediário chamado CDP-diacilglicerol, onde a reação de pirofosfato favorece a reação correta.

A porção chamada fosfatidil reage com certos álcoois. O produto desta reação são fosfoglicerídeos, incluindo fosfatidilserina ou fosfatidil inositol. A fosfatidil etanolamina ou a fosfatidilcolina podem ser obtidas a partir da fosfatidilserina.

No entanto, existem rotas alternativas para sintetizar os últimos fosfoglicerídeos mencionados. Essa rota envolve a ativação de colina ou etanolamina pela ligação com o CTP.

Posteriormente, ocorre uma reação que os liga ao fosfatidato, obtendo como produto final a fosfatidil etanolamina ou a fosfatidilcolina.

Degradação

A degradação dos fosfoglicerídeos é responsável por enzimas chamadas fosfolipases. A reação envolve a liberação de ácidos graxos que compõem os fosfoglicerídeos. Em todos os tecidos dos organismos vivos, essa reação ocorre constantemente.

Existem vários tipos de fosfolipases e são classificados de acordo com o ácido graxo que estão liberando. Seguindo esse sistema de classificação, distinguimos entre as lipases A1, A2, C e D.

As fosfolipases são de natureza onipresente e as encontramos em diferentes entidades biológicas. O suco intestinal, as secreções de certas bactérias e o veneno de cobra são exemplos de substâncias ricas em fosfolipases.

O produto final dessas reações de degradação é o glicerol-3-fosfato. Assim, esses produtos liberados mais ácidos graxos livres podem ser reutilizados para sintetizar novos fosfolipídios ou ser direcionados para outras vias metabólicas.

Exemplos

Fosfatidato

O composto descrito acima é o fosfoglicerídeo mais simples e é chamado fosfatidato, ou também diacilglicerol 3-fosfato. Embora no ambiente fisiológico não seja muito abundante, é um elemento-chave para a síntese de moléculas mais complexas.

Fosfoglicerídeos derivados de fosfatidato

A partir da molécula mais simples de fosfoglicerídeos, pode ocorrer a biossíntese de elementos mais complexos, com papéis biológicos muito importantes.

O grupo fosfato do fosfatidato é esterificado com o grupo hidroxila dos álcoois – pode ser um ou mais. Os álcoois mais comuns dos folfoglicerídeos são serina, etanolamina, colina, glicerol e inositol. Esses derivativos serão descritos abaixo:

Fosfatidiletanolamina

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Nas membranas celulares que fazem parte dos tecidos humanos, a fosfatidiletanolamina é um componente proeminente dessas estruturas.

Consiste em um álcool esterificado por ácidos graxos nos hidroxilos localizados nas posições 1 e 2, enquanto na posição 3 encontramos um grupo fosfato, esterificado com o aminoálcool álcool etanolamina.

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Fosfatidilserina

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Geralmente esse fosfoglicerídeo é encontrado na monocamada que fica de frente para o interior – ou seja, o lado citosólico – das células. Durante o processo programado de morte celular, a distribuição da fosfatidilserina muda e é encontrada em toda a superfície celular.

Fosfatidilinositol

O fosfatidilinositol é um fosfolipídeo encontrado em baixas proporções, tanto na membrana celular como nas membranas dos componentes subcelulares. Verificou-se que participa de eventos de comunicação celular, causando alterações no ambiente interno da célula.

Esfingomielina

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No grupo dos fosfolipídios, a esfingomielina é o único fosfolipídeo presente nas membranas cuja estrutura não deriva do álcool glicerol. Em vez disso, o esqueleto é formado pela esfingosina.

Estruturalmente, o último composto pertence ao grupo de aminoálcoois e possui uma longa cadeia de carbono com ligações duplas.

Nesta molécula, o grupo amino do esqueleto está ligado a um ácido graxo através de uma ligação amida. Juntos, o grupo hidroxila primário do esqueleto é esterificado em fosfotilcolina.

Plasmogênio

Os plasmamalógenos são fosfoglicerídeos com cabeças formadas por etanolamina, colina e serina, principalmente. As funções dessas moléculas não foram totalmente elucidadas e há pouca informação sobre elas na literatura.

Como o grupo éter vinílico se oxida facilmente, os plasminogênios são capazes de reagir com os radicais livres de oxigênio. Estas substâncias são produtos do metabolismo celular médio e foram encontrados para danificar componentes celulares. Além disso, eles também têm sido relacionados aos processos de envelhecimento.

Portanto, uma possível função dos plasminógenos é capturar os radicais livres que podem potencialmente ter efeitos negativos na integridade celular.

Referências

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