- Estructura i característiques
- funcions
- Gluconeogènesi i via de la pentosa fosfat
- Biosíntesi de triacilglicerols
- glicerofosfolípids comuns
- Glicerofosfolípids menys comuns
- Regeneració de l'NAD
- referències
El glicerol 3-fosfat és una molècula de glicerol que posseeix un enllaç èster amb un grup fosfat, tenint nombroses funcions en el metabolisme i formant part de les biomembranes. Aquesta molècula serveix com a metabòlit per a la gluconeogènesi, la biosíntesi de triacilgliceroles i la biosíntesi de segons missatgers com el diacilglicerol (DAG).
Altres funcions de l'glicerol 3-fosfat són la biosíntesi de glicerofosfolípids, com ara la cardiolipina, plasmalógenos, i alquilacilglicerofosfolípidos. A més, participa en una llançadora que permet regenerar NAD + al citosol.
Font: Mzaki
Estructura i característiques
La fórmula empírica de l'glicerol 3-fosfat és C 3 H 9 O 6 P i posseeix tres àtoms de carboni. Els àtoms de carboni 1 i 3 (C-1 i C-3) formen grups hidroximetil (-CH2OH), mentre que l'àtom de carboni 2 (C-2) forma un grup hidroximetileno (-CHOH). L'àtom d'oxigen de el grup hidroximetil, de C-3, forma un enllaç èster amb un grup fosfat.
Hi ha sinònims de l'glicerol 3-fosfat, com ara 1,2,3-propanetriol, 1- (dihidrogen fosfat) i 2,3-dihidroxipropil dihidrogen fosfat, 3-fosfoglicerol. El seu pes molecular és 172,07 g / mol.
El canvi d'energia lliure de Gibbs estàndard (ΔGº) de la hidròlisi de el grup fosfat de l'glicerol 3-fosfat és -9,2 kJ / mol.
Aquest metabòlit és convertit en un intermediari de la glicòlisi. Quan la càrrega energètica cel·lular és alta, el flux a través de la glicòlisi es veu disminuït i la dihidroxiacetona fosfat (DHAP) serveix com a material de partida per a les vies de biosíntesi.
funcions
Gluconeogènesi i via de la pentosa fosfat
El glicerol serveix com a metabòlit per les vies anabòliques. Per a això, ha de ser convertit en un intermediari glicolític mitjançant dos passos que necessiten els enzims glicerol quinasa i la glicerol fosfat deshidrogenasa per formar l'intermediari dihidroxiacetona-fosfat (DHAP).
L'enzim glicerol quinasa catalitza la transferència d'un grup fosfat des de l'ATP (adenosina trifosfat) a l'glicerol, formant-se glicerol 3-fosfat i ADP (difosfat d'adenosina). A continuació, la glicerol 3-fosfat deshidrogenasa catalitza una reacció d'òxid-reducció, en la qual el C-2 de l'glicerol 3-fosfat és oxidat, perdent dos electrons.
Els electrons de l'glicerol 3-fosfat (reduït) són cedits a l'NAD + (oxidat), formant DHAP (oxidat) i NADH (reduït). El DHAP és un metabòlit intermediari de la glicòlisi que proveeix esquelets carbonats per les vies anabòliques, com ara la de la biosíntesi de glicogen i nucleòtids.
La glucosa 6-fosfat formada mitjançant gluconeogènesi pot continuar cap a la biosíntesi de glicogen o cap a la via de la pentosa fosfat. Durant la biosíntesi de glicogen en el fetge, la glucosa 6-fosfat és convertida en glucosa 1-fosfat. Durant la via de la pentosa fosfat, la glucosa 6-fosfat és convertida en ribosa 5-fosfat.
Biosíntesi de triacilglicerols
Els triacilglicerols són lípids neutres (no posseeixen càrrega) que posseeixen èsters d'àcids grassos covalentment units a l'glicerol. Els triacilglicerols són sintetitzats a partir d'èsters de acilgrasos-CoA i glicerol 3-fosfat o DHAP.
La gliceroneogénesis és la biosíntesi nova de l'glicerol a partir de l'oxalacetat, usant enzims de la gluconeogènesi. La piruvat carboxilasa transforma el piruvat en oxalacetat, i la fosfoenolpiruvat carboxiquinasa (PEPCK) transforma el oxaloacetato en fosfoenolpiruvat, un intermediari glicolític.
El fosfoenolpiruvat continua la via de la gluconeogénsis cap a la biosíntesi de DHAP, el qual és convertit en glicerol mitjançant la glicerol 3-fosfat deshidrogenasa i una fosfatasa que hidrolitza el grup fosfat. El glicerol així format és utilitzat per a la biosíntesi de triacilgliceroles.
Durant períodes d'inanició, el 30% dels àcids grassos que entren a l'fetge són reesterificats a triacilglicerols i exportats com lipoproteïnes de molt baixa densitat (VLDL).
Els adipòcits, encara que no duen a terme gluconeogènesi, posseeixen l'enzim fosfoenolpiruvat carboxiquinasa (PEPCK), la qual participa en la glicerogénesis necessària per a la biosíntesi de triacilglicerol.
glicerofosfolípids comuns
Els glicerofosfolípids són trièsters de glicerol 3-fosfat, en els quals el fosfat és el cap polar. Els C-1 i C-2 formen enllaços èster amb àcids grassos saturats, tal com el palmitat o el esterato, i un àcid gras monoinsaturat, tal com el oleat. Aquesta descripció correspon a l'fosfatidato, que és el glicerofosfolípido més simple.
En les membranes cel·lulars dels eucariotes, el fosfatidato serveix com a precursor dels glicerofosfolípids més comuns, que són la fosfatidilcolina, la fosfatidilserina, la fosfatidiletanolamina i el fosfatidilinositol.
La distribució dels lípids (glicerofosfolípids, esfingofosfolípidos, esfingoglicolípidos, colesterol) en les membranes cel·lulars no és uniforme. Per exemple, la monocapa interna de la membrana dels eritròcits és rica en glicerofosfolípids, mentre que la monocapa externa és rica en esfingolípids.
Els glicerofosfolípids són importants perquè participen en l'assenyalament cel·lular. Mitjançant l'acció d'enzims fosfolipases, com ara la fosfolipasa C que trenca l'enllaç èster a nivell de l'C-3 de l'fosfatidilinositol-4,5-bisfosfat (PPI2), es produeixen les molècules d'assenyalament inositol 1,4,5 -trifosfato i diacilglicerol (DAG).
Freqüentment, els verins de serps contenen enzims fosfolipasa A2, les quals trenquen els glicerofosfolípids. Això produeix dany als teixits per ruptura de les membranes. Els àcids grassos alliberats actuen com detergents.
Glicerofosfolípids menys comuns
Les membranes de les cèl·lules eucariotes contenen altres fosfolípids com són la cardiolipina, plasmalógenos i alquilacilglicerofosfolípidos.
La cardiolipina és un fosfolípid que va ser aïllat per primera vegada de el teixit de el cor. La seva biosíntesi requereix dues molècules de fosfatidilglicerol. Els plasmalógenos contenen cadenes hidrocarbonades unides a l'C-1 de l'glicerol mitjançant un enllaç èter vinil. En els mamífers, el 20% dels glicerofosfolípids són plasmalógenos.
En els alquilacilglicerofosfolípidos un sustituyente alquil està unit a l'C-1 de l'glicerol mitjançant unió èter. Aquests glicerofosfolípids són menys abundants que els plasmalógenos.
Regeneració de l'NAD
El múscul esquelètic, el cervell i el múscul dels insectes voladors fan servir la llançadora glicerol 3-fosfat. El glicerol 3-fosfat consisteix principalment de dues isoenzims: el glicerol 3-fosfat deshidrogenasa i una flavoproteína deshidrogenasa.
La glicerol 3-fosfat deshidrogenasa catalitza l'oxidació de l'NADH citosòlic. Aquest NADH es produeix en la glicòlisi, en el pas catalitzat per la gliceraldehid 3-fosfat deshidrogenasa (GAPDH). La glicerol 3-fosfat deshidrogenasa catalitza la transferència de dos electrons des del NADH (reduït) cap al substrat dihidroxiacetona-fosfat (oxidat).
Els productes de la catàlisi de la glicerol 3-fosfat deshidrogenasa són el NAD + (oxidat) i el glicerol 3-fosfat (reduït). Aquest últim és oxidat per una flavoproteína deshidrogenasa que es troba a la membrana interna del mitocondri. D'aquesta manera, el DHAP és reciclat.
La flavoproteína deshidrogenasa cedeix els electrons a la cadena transportadora d'electrons. A causa d'això, el NADH de l'citosol serveix per a la biosíntesi d'1,5 molècules d'ATP mitjançant fosforilació oxidativa en la cadena transportadora d'electrons. La regeneració de NAD + en el citosol permet que la glicósis continuï. La GAPDH fa servir NAD + com a substrat.
referències
- Berg, JM, Tymoczco, JL, Stryer, L. 2015. Bioquímica: a short course. WH Freeman, Nova York.
- Lodish et, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologia cel·lular i molecular. Editorial Mèdica Panamericana, Buenos Aires.
- Miesfeld, RL, McEvoy, MM 2017. Bioquímica. WW Norton, Nova York.
- Nelson, DL, Cox, MM 2017. Lehninger principles of biochemistry. WH Freeman, Nova York.
- Voet, D., Voet, JG, Pratt, CW 2008. Fundamentals of biochemistry: life at the molecular level. Wiley, Hoboken.