El àcid fosfatídic o fosfatidato , és un fosfolípid pertanyent a la família dels glicerofosfolípids o fosfoglicèrids, que estan presents en totes les membranes biològiques. És el fosfolípid més senzill i funciona com a precursor d'altres glicerofosfolípids més complexos, tot i que no es troba en grans quantitats.
En E. coli, per exemple, representa menys de l'0.5% de l'total de fosfolípids a la membrana plasmàtica i canvia ràpidament a causa del seu paper com a intermediari biosintético.
Representació de Fisher per al Àcid fosfatídic (Font: Mzaki via Wikimedia Commons)
Aquest fosfolípid precursor es forma per la acilació dels grups hidroxil de l'glicerol 3-fosfat amb dues molècules d'àcids grassos activats i es creu que està present virtualment en totes les membranes biològiques.
La cardiolipina, un important fosfolípid present en la membrana mitocondrial i la membrana plasmàtica de bacteris i arqueges, està formada per dues molècules d'àcid fosfatídic unides a una molècula de glicerol.
L'àcid lisofosfatídico, és a dir, una molècula d'àcid fosfatídic a la qual li falta un grup acil, participa com a molècula intermediària en molts processos de senyalització extracel·lulars.
estructura química
A l'igual que la major part dels fosfolípids, l'àcid fosfatídic és una molècula amfipàtica amb dos extrems de hidrofilicitat oposada: un extrem polar hidrofílic i unes cues apolars hidrofòbiques.
Com es va comentar anteriorment, aquest és el fosfolípid més senzill, ja que la seva "cap" o grup polar està compost únicament pel grup fosfat que es troba unit a l'carboni de la posició 3 d'una molècula de glicerol.
Els seus cues apolars estan formades per dues cadenes d'àcids grassos esterificades als carbonis de les posicions 1 i 2 de l'glicerol 3-fosfat. Aquests àcids grassos tenen longituds i graus de saturació variables.
Usualment, la longitud dels àcids grassos units varia entre 16 i 24 àtoms de carboni; i s'ha determinat que l'àcid gras unit a l'carboni 2 sol ser insaturat (presència de dobles enllaços carboni - carboni), encara que això depèn de l'organisme que es consideri, ja que en els plastidis vegetals és un àcid gras saturat.
biosíntesi
La biosíntesi de l'àcid fosfatídic és el punt de ramificació de la síntesi dels altres glicerofosfolípids. Comença amb l'activació dels àcids grassos per l'addició d'una porció CoA, reacció catalitzada per l'acil-CoA sintetasa, que produeix acil-CoA.
Hi ha diferents isoformes d'aquest enzim que es troben en el reticle endoplasmàtic i en la mitocòndria, però les reaccions ocorren de manera molt similar a com es donen en els procariotes.
El primer pas "compromès" de la ruta biosintètica és el de la transferència de la molècula d'acil-CoA cap al glicerol 3-fosfat, reacció catalitzada per una glicerol 3-fosfat aciltransferasa associada amb la membrana externa del mitocondri i amb el reticle endoplàsmic.
El producte d'aquesta reacció, un àcid lisofosfatídico (ja que té només una cadena hidrocarbonada), es pensa que és transferit des de la mitocòndria cap al reticle endoplàsmic en nom de dur a terme la segona reacció de acilació.
Resum gràfic de la síntesi de l'àcid fosfatídic (Font: Krishnavedala via Wikimedia Commons)
L'enzim que catalitza aquest pas es coneix com 1-acilglicerol 3-fosfat aciltransferasa, abundant a la membrana de l'reticle endoplasmàtic i que transfereix, específicament, àcids grassos insaturats a el carboni de la posició 2 de la molècula d'1-acilglicerol 3-fosfat.
L'àcid fosfatídic així format pot ser hidrolitzat per la àcid fosfatídic fosfatasa a 1,2-diacilglicerol, que després pot emprar-se per a la síntesi de fosfatidilcolina i fosfatidiletanolamina.
Altres vies de producció
Una via alternativa per a la producció d'àcid fosfatídic que implica el "reciclatge" de molècules de 1,2-diacilglicerol, té a veure amb la participació d'enzims quinases específiques que transfereixen grups fosfat a l'carboni en posició 3 de l'diacilglicerol.
Una altra és a partir de la hidròlisi d'altres fosfolípids, catalitzada per enzims coneguts com fosfolipases. Un exemple d'aquest procés és la producció d'àcid fosfatídic a partir de fosfatidilcolina gràcies a l'acció de la fosfolipasa D, que hidrolitza l'enllaç entre el turó i el grup fosfat de l'1,2-diacilglicerol 3-fosfat.
Biosíntesi en plantes
La producció d'àcid fosfatídic en plantes s'associa amb quatre compartiments diferents de les cèl·lules vegetals: els plastidis, el reticle endoplasmàtic, mitocondris i el complex de Golgi.
El primer pas de la ruta és igual que el que es va descriure prèviament, i en cada compartiment hi participa una glicerol 3-fosfat aciltransferasa per transferir el grup activat acil-CoA a l'carboni 1 d'una molècula de glicerol 3-fosfat.
La síntesi és completada per un enzim anomenat àcid lisofosfatídico aciltransferasa després de la transferència d'un altre grup acil a la posició C3 de l'àcid lisofosfatídico.
En els plastidis de les plantes, aquest enzim transfereix selectivament àcids grassos saturats d'una longitud corresponent amb 16 àtoms de carboni. Aquest és un atribut particular dels lípids sintetitzats en aquests orgànuls.
funcions
L'àcid fosfatídic és el fosfolípid precursor per a molts fosfolípids, galactolípidos i triglicèrids en molts organismes. Per tant, és una molècula essencial per a les cèl·lules, tot i que no compleix funcions estructurals directes.
En els animals, un dels productes de la seva hidròlisi enzimàtica, l'1,2-diacilglicerol, és emprat per a la formació dels triacilglicèrids o triglicèrids per transesterificació amb una tercera molècula d'àcid gras activada (associada amb una porció CoA).
Els triglicèrids són importants molècules de reserva energètica per als animals, ja que l'oxidació dels àcids grassos presents en aquestes condueix a l'alliberament de grans quantitats d'energia i de precursors i intermediaris en altres rutes metabòliques.
Un altre producte de la seva hidròlisi, l'àcid lisofosfatídico, és un important segon missatger en algunes rutes de senyalització extracel·lulars que impliquen la seva unió a receptors en la superfície d'altres cèl·lules implicades en tumorogènesi, angiogènesi, i respostes immunes, entre d'altres.
Entre les seves funcions com a molècula de senyalització destaquen la seva participació en la inducció de la proliferació cel·lular, disminució d'apoptosi, agregació de plaquetes, contracció de múscul llis, quimiotaxis, invasió de cèl·lules tumorals, i altres.
En els bacteris, l'àcid fosfatídic és necessari durant un procés de canvi de fosfolípids de membrana que li proveeix a la cèl·lula unes molècules "osmoprotectoras" conegudes com "oligosacàrids derivats de membrana".
referències
- Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Color Atlas of Biochemistry (2nd ed.). New York, USA: Thieme.
- Luckey, M. (2008). Membrane structural biology: with biochemical and biophysical foundations. Cambridge University Press
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Bioquímica (3th ed.). San Francisco, Califòrnia: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper 's Illustrated Bioquímica (28th ed.). McGraw-Hill Medical.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehninger Principis de Bioquímica. Edicions Omega (5th ed.).
- Rawn, JD (1998). Bioquímica. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes. In New Comprehensive Bioquímica Vol. 36 (4th ed.). Elsevier.