- estructura
- biosíntesi
- Altres rutes de síntesi
- funcions
- Com lípid precursor
- metabòliques
- Estructurals
- En la senyalització cel·lular
- referències
El diacilglicerol o 1,2-diacilglicerol, és una molècula lipídica simple, intermediària en la síntesi dels fosfolípids pertanyents a el grup dels glicerofosfolípids o fosfoglicèrids, que comparteixen la característica comuna de posseir una molècula de glicerol com esquelet principal.
És crucial per a tots els organismes vius, fins a tal punt, que els productes genètics necessaris per a la seva síntesi són essencials per a la viabilitat de les cèl·lules i els seus nivells estan estrictament regulats a l'interior cel·lular.
Projecció de Fisher per al diacilglicerol (Font: Mzaki via Wikimedia Commons)
Els bacteris, llevats, plantes i animals són capaços de metabolitzar el diacilglicerol i extreure energia dels àcids grassos esterificats a dos dels seus àtoms de carboni, per la qual cosa també representa un reservori d'energia.
El diacilglicerol participa tant en l'establiment de l'estructura de la bicapa lipídica que conforma totes les membranes biològiques, com en el metabolisme intermediari d'altres lípids i en diverses rutes de senyalització com a segon missatger.
El seu derivat activat, el CDP-diacilglicerol (CDP és un anàleg a l'ATP, molècula d'alta energia), és un important precursor en la síntesi de molts altres lípids de membrana.
Amb el descobriment dels enzims relacionades amb aquest lípid s'ha determinat que les respostes cel·lulars dependents de la mateixa són força complexes, a més que té moltes altres funcions, potser desconegudes, per exemple en diferents rutes metabòliques.
estructura
El diacilglicerol, com la seva naturalesa lipídica així ho estableix, és un compost anfipático, atès que posseeix dues cadenes alifàtiques apolars de caràcter hidrofòbic i una regió o "cap" polar hidrofílica, composta pel grup hidroxil lliure.
L'estructura d'aquest compost és bastant senzilla: el glicerol, un alcoòl de tres àtoms de carboni i tres grups hidroxil s'uneixen, a través dels àtoms d'oxigen associats amb els carbonis en les posicions 1 i 2, a dues cadenes d'àcids grassos (per enllaços èster), que conformen les cadenes apolars.
El grup polar, llavors, correspon a el grup hidroxil no unit, aquell en la posició C3 de la molècula de glicerol.
Ja que no posseeix cap grup polar "addicional", el diacilglicerol és un lípid de mida petita, i la seva composició "simple" li confereix propietats molt particulars en l'exercici de les seves múltiples funcions.
biosíntesi
La síntesi de novo de l'diacilglicerol pot ocórrer per dues vies:
- La primera és a partir de la mobilització de triglicèrids i implica la síntesi de diacilglicerol a partir de glicerol 3-fosfat.
- La segona és a partir de la dihidroxiacetona fosfat, un intermediari glucolític produït en el pas catalitzat per l'enzim aldolasa, on la fructosa 1,6-bifosfat és escindida en gliceraldehid 3-fosfat i dihidroxiacetona fosfat.
Per qualsevol de les dues vies, tant el glicerol 3-fosfat com la dihidroxiacetona fosfat han de patir modificacions que involucren passos de acilació (addició de grups acil o cadenes d'àcids grassos), formant primer àcid lisofosfatídico (amb una sola cadena) i després àcid fosfatídic (amb dues cadenes).
L'àcid fosfatídic és un dels fosfolípids més senzills, ja que es compon d'una molècula de 1,2-diacilglicerol a la qual s'ha unit per un enllaç fosfodiéster un grup fosfat a la posició C3 de l'glicerol.
El grup fosfat en aquesta posició és hidrolitzat per l'acció d'enzims àcid fosfatídic fosfohidrolasas (PAP, de l'anglès "Phosphatidic Acid Phosphohydrolases").
Durant les dues vies de producció de diacilglicerol, les cadenes d'àcids grassos s'afegeixen seqüencialment i en compartiments subcel·lulars separats. Una s'afegeix a la mitocòndria i els peroxisomes i l'altra en el reticle endoplasmàtic.
Altres rutes de síntesi
El diacilglicerol no només es produeix per síntesi de novo en les cèl·lules: existeixen rutes alternatives que el sintetitzen a partir de fosfolípids preexistents i gràcies a l'acció d'enzims com la fosfolipasa C, la fosfolipasa D i la esfingomielina sintasa.
El diacilglicerol produït per aquestes vies alternatives no és emprat amb fins metabòlics, és a dir, per tal d'obtenir energia a partir de la β-oxidació dels àcids grassos de les cadenes apolars, sinó amb propòsits es senyalització, principalment.
funcions
El diacilglicerol compleix múltiples funcions en diferents contextos cel·lulars. Entre aquestes funcions destaquen la seva participació com a molècula precursora d'altres lípids, en el metabolisme energètic, com a missatger secundari, i funcions estructurals, entre d'altres.
Com lípid precursor
S'ha determinat que el diacilglicerol pot ser precursor d'altres fosfolípids, concretament de la fosfatidiletanolamina i la fosfatidilcolina. El procés passa per transferència d'alcohols activats a l'hidroxil de la posició C3 de la molècula d'diacilglicerol.
Aquest lípid també pot ser emprat per a produir triglicèrids per esterificació d'un altre àcid gras a el carboni de la posició 3 de la porció glicerol, reacció catalitzada per enzims diacilglicerol acil transferases que es troben al reticle endoplasmàtic o en la membrana plasmàtica.
Gràcies a l'acció d'enzims diacilglicerol quinases, l'diacilglicerol pot ser la molècula precursora de l'àcid fosfatídic per la unió d'un grup fosfat en el carboni C3; l'àcid fosfatídic, al seu torn, és un dels precursors essencials de la majoria dels glicerofosfolípids.
metabòliques
El diacilglicerol no només funciona com a molècula precursora d'altres fosfolípids, a la qual poden afegir-se grups de diferent naturalesa a l'hidroxil en la posició C3, sinó que una de les seves funcions principals també és la de servir de font d'àcids grassos per a l'adquisició d'energia per β-oxidació.
Estructurals
Com altres lípids presents en les membranes biològiques, el diacilglicerol té, entre altres funcions, implicacions estructurals que el fan important per a la formació de les bicapes i d'altres lípids igualment importants des del punt de vista estructural.
En la senyalització cel·lular
Moltes senyals intracel·lulars que es donen com a resposta a diversos tipus d'estímuls resulten en la generació immediata de molècules de diacilglicerol, per a això la cèl·lula fa servir moltes proteïnes que s'encarreguen de la senyalització diacilglicerol-depenent.
Aquesta "ruta" de senyalització implica la producció, l'eliminació i la resposta. Llavors, la durada i la intensitat d'un senyal donat està determinada per la modificació de l'diacilglicerol a les membranes.
A més, el diacilglicerol produït durant la hidròlisi de l'fosfatidilinositol i els seus derivats fosforilats són un important segon missatger per a les rutes de senyalització de moltes hormones en els mamífers.
referències
- Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Essential Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Carrasco, S., & Mèrida, I. (2006). Diacylglycerol, when simplicity becomes complex. Trends in Biochemical Sciences, 1-10.
- Fox, SI (2006). Human Physiology (9th ed.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
- 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.