ДИАЦИЛГЛИЦЕРОЛ: СТРУКТУРА, БИОСИНТЕЗА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Диацилглицерол или 1,2-диацилглицерол , један интермедијер у синтези фосфолипида припадају групи глицерофосфолипид или пхоспхоглицеридес, једноставну липидне молекуле који деле заједничку карактеристику има глицерол молекул као на главни костура.

За све живе организме је од пресудне важности да су генетски производи неопходни за његову синтезу неопходни за одрживост ћелија и да су њихови нивои строго регулисани унутар ћелије.

Фисхерова пројекција за Диацилглицерол (Извор: Мзаки виа Викимедиа Цоммонс)

Бактерије, квасци, биљке и животиње способни су метаболизирати диацилглицерол и извлачити енергију из масних киселина естерифицираних у два његова атома угљеника, тако да он представља и резервоар енергије.

Дијацилглицерол учествује у успостављању структуре липидног двослоја који чини све биолошке мембране, као и у интермедијарном метаболизму других липида и у различитим сигналним путевима као други гласник.

Његов активирани дериват, ЦДП-диацилглицерол (ЦДП је аналог АТП-а, високо-енергетског молекула), важан је прекурсор у синтези многих других мембрана липида.

Откривањем ензима повезаних са овим липидом утврђено је да је ћелијски одговор који зависи од њега прилично сложен, осим што има много других функција, можда непознатих, на пример у различитим метаболичким путевима.

Структура

Диацилглицерол, како утврђује његова липидна природа, је амфипатски спој, јер има два хидрофобна аполарна алифатичка ланца и хидрофилну поларну регију или "главу", састављену од слободне хидроксилне групе.

Структура овог једињења је прилично једноставна: глицерол, алкохол са три атома угљеника и три хидроксилне групе, веже се кроз атоме кисеоника повезане са угљеницима у позицијама 1 и 2, за два ланца масних киселина. (помоћу естерских веза), које чине аполарне ланце.

Поларна група, тада, одговара невезаној хидроксилној групи, оној на положају Ц3 молекула глицерола.

Будући да нема никаквих "додатних" поларних група, диацилглицерол је мали липид, а "једноставан" састав му даје врло посебна својства у обављању више функција.

Биосинтеза

Де ново синтеза диацилглицерола може се догодити на два начина:

1. Прво је из мобилизације триглицерида и укључује синтезу диацилглицерола из глицерол 3-фосфата.
2. Други је из дихидроксиацетон фосфата, гликолитичког интермедијара произведеног у кораку катализираног ензимом алдолазе, где се фруктоза 1,6-бисфосфат цепа у глицералдехид 3-фосфат и дихидроксиацетон фосфат.

Било како било, и глицерол 3-фосфат и дихидроксиацетон фосфат морају да прођу модификације које укључују кораке ацилације (додавање ацилних група или ланаца масних киселина), прво формирање лизофосфатидне киселине (са једним ланцем), а затим киселине фосфатидни (са два ланца).

Фосфатидинска киселина је један од најједноставнијих фосфолипида, јер је састављен од молекула 1,2-диацилглицерола на који је фосфатна група везана за положај Ц3 глицерола кроз фосфодиестерску везу.

Фосфатна група у овом положају се хидролизује дејством ензима фосфахидроза киселине (ПАП, из енглеског „Пхоспхатидиц Ацид Пхоспхохидроласес“).

Током оба начина производње диацилглицерола, ланци масних киселина додају се узастопце и у одвојеним субцелијским одељцима. Један се додаје у митохондријима и пероксисомима, а други у ендоплазматском ретикулуу.

Други путеви синтезе

Диацилглицерол се не производи само синтезом де ново у ћелијама: постоје алтернативни путеви који га синтетишу из претходно постојећих фосфолипида и захваљујући деловању ензима као што су фосфолипаза Ц, фосфолипаза Д и сфингомијелин синтаза.

Диацилглицерол произведен овим алтернативним путевима не користи се у метаболичке сврхе, односно за добијање енергије из β-оксидације масних киселина неполарних ланаца, већ углавном за потребе сигнализације.

Карактеристике

Диацилглицерол служи за више функција у различитим ћелијским контекстима. Ове функције укључују његово учешће као молекула претходника других липида, у енергетском метаболизму, као секундарном гласнику, и структуралним функцијама, између осталог.

Као прекурсор липид

Утврђено је да диацилглицерол може бити прекурсор других фосфолипида, тачније фосфатидилетаноламина и фосфатидилхолина. Процес се дешава преношењем активираних алкохола у хидроксил на положају Ц3 молекула диацилглицерола.

Овај липид се такође може користити за производњу триглицерида естерификацијом друге масне киселине на положају 3 угљеника у делу глицерола, реакцијом коју катализује диацилглицерол ацил трансфераза која се налази у ендоплазматском ретикулуу или у плазма мембрани.

Захваљујући деловању ензима диацилглицерол киназа, диацилглицерол може бити прекурсор молекула фосфатидне киселине услед спајања фосфатне групе на угљеник Ц3; Заузврат, фосфатидинска киселина је један од основних прекурсора већине глицерофосфолипида.

Метаболички

Диацилглицерол не само да делује као прекурсор молекула за друге фосфолипиде, којима се групе различите природе могу додати хидроксилу у положају Ц3, већ је једна од његових главних функција такође да служи као извор масних киселина за стицање енергије β-оксидацијом.

Структурни

Као и други липиди присутни у биолошким мембранама, диацилглицерол има, поред осталих функција, структурне импликације које га чине важним за стварање двослојних и других једнако важних липида са структуралног аспекта.

Код ћелијске сигнализације

Многи унутарћелијски сигнали који се јављају као одговор на различите врсте стимулуса резултирају непосредном стварањем молекула диацилглицерола, за које ћелија користи много протеина који су одговорни за сигнализацију зависну од диацилглицерола.

Овај сигнални "пут" укључује производњу, уклањање и реаговање. Тада се трајање и интензитет датог сигнала одређују модификацијом диацилглицерола у мембранама.

Даље, диацилглицерол који настаје током хидролизе фосфатидилинозитола и његови фосфорилирани деривати важан су други гласник за сигналне путеве многих хормона код сисара.

Референце

1. Албертс, Б., Деннис, Б., Хопкин, К., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., … Валтер, П. (2004). Основна ћелијска биологија. Абингдон: Гарланд Сциенце, Таилор & Францис Гроуп.
2. Царрасцо, С., Мерида, И. (2006). Дијацилглицерол, када једноставност постане сложена. Трендови у биохемијским наукама, 1–10.
3. Фок, СИ (2006). Људска физиологија (9. изд.). Њујорк, САД: МцГрав-Хилл Пресс.
4. Равн, ЈД (1998). Биохемија. Бурлингтон, Масачусетс: Неил Паттерсон Публисхерс.
5. Ванце, ЈЕ и Ванце, ДЕ (2008). Биохемија липида, липопротеина и мембрана. У новој свеобухватној биохемији, свезак 36 (четврто издање). Елсевиер.