ДИАЦИЛГЛИЦЕРИН: СТРОЕНИЕ, БИОСИНТЕЗ, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Диацилглицерин или 1,2-диацилглицерин , является одним промежуточным продуктом в синтезе фосфолипидов , принадлежащих к группе глицерофосфолипидов или фосфоглицеридов, простой липидной молекула , которые разделяют общую характеристику , имеющие молекулы глицерина в качестве по основному скелету.

Он имеет решающее значение для всех живых организмов до такой степени, что генетические продукты, необходимые для его синтеза, необходимы для жизнеспособности клеток, а их уровни строго регулируются внутри клетки.

Прогноз Фишера для диацилглицерина (Источник: Mzaki через Wikimedia Commons)

Бактерии, дрожжи, растения и животные способны метаболизировать диацилглицерин и извлекать энергию из жирных кислот, этерифицированных до двух его атомов углерода, поэтому он также представляет собой резервуар энергии.

Диацилглицерин участвует как в создании структуры липидного бислоя, из которого состоит все биологические мембраны, так и в промежуточном метаболизме других липидов и в различных сигнальных путях в качестве вторичного посредника.

Его активированное производное, ЦДФ-диацилглицерин (ЦДФ является аналогом АТФ, высокоэнергетической молекулы), является важным предшественником в синтезе многих других мембранных липидов.

С открытием ферментов, связанных с этим липидом, было определено, что клеточные ответы, зависящие от него, довольно сложны, в дополнение к множеству других функций, возможно, неизвестных, например, в различных метаболических путях.

Структура

Диацилглицерин, как следует из его липидной природы, является амфипатическим соединением, поскольку он имеет две гидрофобные аполярные алифатические цепи и гидрофильную полярную область или «головку», состоящую из свободной гидроксильной группы.

Структура этого соединения довольно проста: глицерин, спирт с тремя атомами углерода и тремя гидроксильными группами, через атомы кислорода, связанные с атомами углерода в положениях 1 и 2, связываются с двумя цепями жирных кислот. (сложноэфирными связями), составляющими аполярные цепи.

Таким образом, полярная группа соответствует несвязанной гидроксильной группе в положении C3 молекулы глицерина.

Поскольку диацилглицерин не имеет каких-либо «дополнительных» полярных групп, это небольшой липид, и его «простой» состав придает ему особые свойства при выполнении его многочисленных функций.

Биосинтез

Синтез диацилглицерина de novo может происходить двумя способами:

1. Первый связан с мобилизацией триглицеридов и включает синтез диацилглицерина из глицерин-3-фосфата.
2. Второй - из дигидроксиацетонфосфата, гликолитического промежуточного продукта, образующегося на стадии, катализируемой ферментом альдолазой, где фруктозо-1,6-бисфосфат расщепляется на глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат.

В любом случае и глицерин-3-фосфат, и дигидроксиацетонфосфат должны претерпевать модификации, которые включают стадии ацилирования (добавление ацильных групп или цепей жирных кислот), сначала с образованием лизофосфатидной кислоты (с одной цепью), а затем кислоты. фосфатидный (с двумя цепями).

Фосфатидная кислота является одним из простейших фосфолипидов, так как состоит из молекулы 1,2-диацилглицерина, к которой фосфатная группа присоединена к положению C3 глицерина через фосфодиэфирную связь.

Фосфатная группа в этом положении гидролизуется под действием ферментов фосфогидролаз фосфатидных кислот (PAP, от англ. «Phosphatidic Acid Phosphohydrolases»).

Во время обоих путей продукции диацилглицерина цепи жирных кислот добавляются последовательно и в отдельных субклеточных компартментах. Один добавляется в митохондрии и пероксисомы, а другой - в эндоплазматический ретикулум.

Другие пути синтеза

Диацилглицерин вырабатывается не только путем синтеза de novo в клетках: существуют альтернативные пути его синтеза из уже существующих фосфолипидов и благодаря действию таких ферментов, как фосфолипаза C, фосфолипаза D и сфингомиелинсинтаза.

Диацилглицерин, продуцируемый этими альтернативными способами, не используется для метаболических целей, то есть для получения энергии от β-окисления жирных кислот аполярных цепей, а в основном для целей передачи сигналов.

Характеристики

Диацилглицерин выполняет множество функций в разных клеточных контекстах. Эти функции включают его участие в качестве молекулы-предшественника других липидов, в энергетическом метаболизме, в качестве вторичного посредника и структурные функции, среди прочего.

Как липид-предшественник

Было определено, что диацилглицерин может быть предшественником других фосфолипидов, в частности, фосфатидилэтаноламина и фосфатидилхолина. Процесс происходит путем переноса активированных спиртов на гидроксил в положении C3 молекулы диацилглицерина.

Этот липид также может быть использован для получения триглицеридов путем этерификации другой жирной кислоты у углерода в 3-м положении глицериновой части, реакции, катализируемой диацилглицерин-ацилтрансферазами, обнаруженными в эндоплазматическом ретикулуме или в плазматической мембране.

Благодаря действию ферментов диацилглицерин киназ диацилглицерин может быть молекулой-предшественником фосфатидной кислоты из-за объединения фосфатной группы на углероде С3; фосфатидная кислота, в свою очередь, является одним из основных предшественников большинства глицерофосфолипидов.

метаболический

Диацилглицерин не только работает как молекула-предшественник для других фосфолипидов, к которым группы различной природы могут быть добавлены к гидроксилу в положении C3, но одна из его основных функций - также служить источником жирных кислот для получения энергии. путем β-окисления.

структурная

Подобно другим липидам, присутствующим в биологических мембранах, диацилглицерин, помимо других функций, имеет структурные последствия, которые делают его важным для образования бислоев и других не менее важных липидов со структурной точки зрения.

В клеточной сигнализации

Многие внутриклеточные сигналы, возникающие в ответ на различные типы стимулов, приводят к немедленной генерации молекул диацилглицерина, для которых клетка использует множество белков, которые отвечают за диацилглицерин-зависимую передачу сигналов.

Этот сигнальный «путь» включает производство, устранение и ответ. Затем продолжительность и интенсивность данного сигнала определяется модификацией диацилглицерина в мембранах.

Кроме того, диацилглицерин, образующийся во время гидролиза фосфатидилинозитола и его фосфорилированных производных, является важным вторичным посредником в сигнальных путях многих гормонов у млекопитающих.

Ссылки

1. Альбертс, Б., Деннис, Б., Хопкин, К., Джонсон, А., Льюис, Дж., Рафф, М., … Уолтер, П. (2004). Эссенциальная клеточная биология. Абингдон: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Карраско, С., Мерида, И. (2006). Диацилглицерин, когда простота становится сложной. Тенденции в биохимических науках, 1–10.
3. Фокс, SI (2006). Физиология человека (9-е изд.). Нью-Йорк, США: McGraw-Hill Press.
4. Rawn, JD (1998). Биохимия. Берлингтон, Массачусетс: Нил Паттерсон Паблишерс.
5. Вэнс, Дж. Э., и Вэнс, Делавэр (2008). Биохимия липидов, липопротеинов и мембран. В новой всеобъемлющей биохимии, том 36 (4-е изд.). Elsevier.