DIACYLGLYCEROL: STRUKTUR, BIOSYNTESE, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

Den diacylglycerol eller 1,2-diacylglycerol , er et mellomprodukt i syntesen av fosfolipider som hører til gruppen av glycerofosfolipider eller fosfoglyserider, enkle lipid molekyl som deler den felles egenskap av å ha et glycerol-molekyl som den viktigste skjelettet.

Det er avgjørende for alle levende organismer, i en slik grad at de genetiske produktene som er nødvendige for dens syntese, er viktige for levedyktigheten til celler og deres nivåer er strengt regulert i cellen.

Fishers projeksjon for Diacylglycerol (Kilde: Mzaki via Wikimedia Commons)

Bakterier, gjær, planter og dyr er i stand til å metabolisere diacylglycerol og trekke ut energi fra fettsyrer forestret til to av karbonatomer, så det representerer også et energireservoar.

Diacylglycerol deltar både i etableringen av strukturen til lipid-dobbeltlaget som utgjør alle biologiske membraner, så vel som mellomliggende metabolisme av andre lipider og i forskjellige signalveier som en annen messenger.

Dets aktiverte derivat, CDP-diacylglycerol (CDP er en analog av ATP, et høyt energi-molekyl), er en viktig forløper i syntesen av mange andre membranlipider.

Med oppdagelsen av enzymene relatert til dette lipidet, har det blitt bestemt at de cellulære responsene som er avhengige av det, er ganske kompliserte, i tillegg til at de har mange andre funksjoner, kanskje ukjente, for eksempel i forskjellige metabolske veier.

Struktur

Diacylglycerol, som lipid-naturen etablerer det, er en amfipatisk forbindelse, siden den har to hydrofobe apolare alifatiske kjeder og en hydrofil polær region eller "hode", sammensatt av den frie hydroksylgruppen.

Strukturen til denne forbindelsen er ganske enkel: glyserol, en alkohol med tre karbonatomer og tre hydroksylgrupper, binder gjennom oksygenatomene assosiert med karbonene i stilling 1 og 2, til to kjeder med fettsyrer. (ved esterbindinger), som utgjør de apolare kjedene.

Den polare gruppen tilsvarer da den ubundne hydroksylgruppen, den i C3-stillingen til glyserolmolekylet.

Siden den ikke har noen "ytterligere" polare grupper, er diacylglycerol en liten lipid, og dens "enkle" sammensetning gir den veldig spesielle egenskaper når det gjelder ytelsen til flere funksjoner.

biosyntesen

De novo-syntesen av diacylglycerol kan skje på to måter:

1. Den første er fra triglyseridmobilisering og involverer syntese av diacylglycerol fra glyserol 3-fosfat.
2. Det andre er fra dihydroksyacetonfosfat, et glykolytisk mellomprodukt produsert i trinnet katalysert av enzymet aldolase, hvor fruktose 1,6-bisfosfat spaltes til glyceraldehyd 3-fosfat og dihydroxyaceton fosfat.

Uansett må både glyserol 3-fosfat og dihydroksyacetonfosfat gjennomgå modifikasjoner som involverer acyleringstrinn (tilsetning av acylgrupper eller fettsyrekjeder), og danner først lysofosfatatsyre (med en enkelt kjede) og deretter syre fosfatidisk (med to kjeder).

Fosfatidinsyre er en av de enkleste fosfolipidene, da den består av et 1,2-diacylglycerolmolekyl som en fosfatgruppe har blitt bundet til C3-posisjonen til glyserol gjennom en fosfodiesterbinding.

Fosfatgruppen i denne posisjonen hydrolyseres ved virkning av enzymer fosfatidinsyre fosfohydrolaser (PAP, fra engelsk "Phosphatidic Acid Phosphohydrolases").

Under begge veier for produksjon av diacylglycerol tilsettes fettsyrekjedene sekvensielt og i separate subcellulære rom. Den ene tilsettes i mitokondriene og peroksisomene og den andre i endoplasmatisk retikulum.

Andre synteseruter

Diacylglycerol produseres ikke bare ved de novo-syntese i celler: det er alternative veier som syntetiserer det fra eksisterende fosfolipider og takket være virkningen av enzymer som fosfolipase C, fosfolipase D og sfingomyelin-syntase.

Diacylglycerol produsert på disse alternative måtene blir ikke brukt til metabolske formål, det vil si for å oppnå energi fra ß-oksidasjonen av fettsyrene i de ikke-polare kjedene, men hovedsakelig for signalformål.

Egenskaper

Diacylglycerol serverer flere funksjoner i forskjellige cellulære sammenhenger. Disse funksjonene inkluderer dens deltakelse som et forløpermolekyl for andre lipider, i energimetabolisme, som en sekundær messenger, og strukturelle funksjoner, blant andre.

Som forløper lipid

Det er bestemt at diacylglycerol kan være en forløper for andre fosfolipider, spesielt fosfatidyletanolamin og fosfatidylkolin. Prosessen skjer ved å overføre aktiverte alkoholer til hydroksylen i C3-stillingen til diacylglycerolmolekylet.

Dette lipidet kan også brukes til å produsere triglyserider ved forestring av en annen fettsyre i 3-karbon-posisjonen til glyserolpartiet, en reaksjon katalysert av diacylglycerolacyltransferaser funnet i den endoplasmatiske retikulum eller i plasmamembranen.

Takket være virkningen av diacylglycerolkinasesenzymer, kan diacylglycerol være forløpermolekylet av fosfatidinsyre på grunn av forening av en fosfatgruppe på karbon C3; fosfatidsyre er på sin side en av de essensielle forløperne for de fleste glyserofosfolipider.

metabolsk

Diacylglycerol fungerer ikke bare som et forløpermolekyl for andre fosfolipider, til hvilke grupper av forskjellig art kan tilsettes hydroksyl i C3-stilling, men en av dens viktigste funksjoner er også å tjene som en kilde til fettsyrer for anskaffelse av energi ved β-oksidasjon.

Strukturell

Som andre lipider som er tilstede i biologiske membraner, har diacylglycerol, blant andre funksjoner, strukturelle implikasjoner som gjør det viktig for dannelsen av dobbeltlag og andre like viktige lipider fra det strukturelle synspunktet.

I cellesignalering

Mange intracellulære signaler som oppstår som respons på forskjellige typer stimuli, resulterer i umiddelbar generasjon av diacylglycerolmolekyler, som cellen bruker mange proteiner som er ansvarlige for diacylglycerolavhengig signalering.

Denne signaliseringsveien innebærer produksjon, eliminering og respons. Da bestemmes varigheten og intensiteten til et gitt signal av modifiseringen av diacylglycerol i membranene.

Videre er diacylglycerol produsert under hydrolyse av fosfatidylinositol og dets fosforylerte derivater et viktig andre bud for signalveiene for mange hormoner hos pattedyr.

referanser

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Essensiell cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacylglycerol, når enkelhet blir kompleks. Trender i biokjemiske vitenskaper, 1–10.
3. Fox, SI (2006). Human Physiology (9. utg.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
4. Rawn, JD (1998). Biokjemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publisher.
5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokjemi av lipider, lipoproteiner og membraner. I New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4. utg.). Elsevier.