- Kết cấu
- Sinh tổng hợp
- Các tuyến đường tổng hợp khác
- Đặc trưng
- Là một tiền chất lipid
- Trao đổi chất
- Cấu trúc
- Tín hiệu trong tế bào
- Người giới thiệu
Các diacylglycerol hoặc 1,2-diacylglycerol , là một trung gian trong quá trình tổng hợp các phospholipid thuộc nhóm glycerophospholipids hoặc phosphoglycerides, phân tử lipid đơn giản mà chia sẻ những đặc điểm chung của việc có một phân tử glycerol như những bộ xương chính.
Điều quan trọng đối với tất cả các sinh vật sống, ở mức độ mà các sản phẩm di truyền cần thiết cho sự tổng hợp của nó là cần thiết cho khả năng tồn tại của tế bào và mức độ của chúng được điều chỉnh chặt chẽ trong tế bào.
Dự đoán của Fisher về Diacylglycerol (Nguồn: Mzaki qua Wikimedia Commons)
Vi khuẩn, nấm men, thực vật và động vật có khả năng chuyển hóa diacylglycerol và chiết xuất năng lượng từ các axit béo được este hóa thành hai trong số các nguyên tử cacbon của nó, vì vậy nó cũng đại diện cho một nguồn năng lượng.
Diacylglycerol tham gia cả vào việc thiết lập cấu trúc của lớp kép lipid tạo nên tất cả các màng sinh học, cũng như trong quá trình chuyển hóa trung gian của các lipid khác và trong các con đường tín hiệu khác nhau như một chất truyền tin thứ hai.
Dẫn xuất hoạt hóa của nó, CDP-diacylglycerol (CDP là một chất tương tự của ATP, một phân tử năng lượng cao), là một tiền chất quan trọng trong quá trình tổng hợp nhiều lipid màng khác.
Với việc phát hiện ra các enzym liên quan đến lipid này, người ta đã xác định được rằng các phản ứng của tế bào phụ thuộc vào nó là khá phức tạp, ngoài ra còn có nhiều chức năng khác, có lẽ chưa được biết đến, chẳng hạn trong các con đường trao đổi chất khác nhau.
Kết cấu
Diacylglycerol, như bản chất lipid cấu tạo nên nó, là một hợp chất lưỡng tính, vì nó có hai chuỗi béo apolar kỵ nước và một vùng phân cực ưa nước hay còn gọi là "đầu", bao gồm nhóm hydroxyl tự do.
Cấu trúc của hợp chất này khá đơn giản: glycerol, một rượu có ba nguyên tử cacbon và ba nhóm hydroxyl, liên kết, thông qua các nguyên tử oxy liên kết với các nguyên tử cacbon ở vị trí 1 và 2, thành hai chuỗi axit béo. (bằng các liên kết este), tạo nên các chuỗi apolar.
Khi đó, nhóm phân cực tương ứng với nhóm hydroxyl không liên kết, nhóm ở vị trí C3 của phân tử glycerol.
Vì nó không có bất kỳ nhóm phân cực "bổ sung" nào, diacylglycerol là một lipid nhỏ, và thành phần "đơn giản" của nó mang lại cho nó những đặc tính rất đặc biệt trong việc thực hiện nhiều chức năng của nó.
Sinh tổng hợp
Sự tổng hợp de novo của diacylglycerol có thể xảy ra theo hai cách:
- Đầu tiên là từ huy động chất béo trung tính và liên quan đến quá trình tổng hợp diacylglycerol từ glycerol 3-phosphate.
- Thứ hai là từ dihydroxyacetone phosphate, một chất trung gian đường phân được tạo ra ở bước được xúc tác bởi enzyme aldolase, trong đó fructose 1,6-bisphosphate được phân cắt thành glyceraldehyde 3-phosphate và dihydroxyacetone phosphate.
Bằng cả hai cách, cả glyxerol 3-photphat và dihydroxyaxeton photphat đều phải trải qua các biến đổi liên quan đến các bước acyl hóa (bổ sung nhóm acyl hoặc chuỗi axit béo), tạo thành axit lysophosphatidic đầu tiên (với một chuỗi đơn) và sau đó là axit phosphatidic (có hai chuỗi).
Axit photpholipit là một trong những photpholipit đơn giản nhất, vì nó được tạo thành từ phân tử 1,2-diacylglycerol mà một nhóm photphat đã được gắn vào vị trí C3 của glyxerol thông qua liên kết photphodiester.
Nhóm photphat ở vị trí này bị thủy phân bởi tác dụng của các enzym phosphatidic acid phosphohydrolases (PAP, từ tiếng Anh “Phosphatidic Acid Phosphohydrolases”).
Trong cả hai con đường sản xuất diacylglycerol, các chuỗi axit béo được thêm vào tuần tự và trong các ngăn dưới tế bào riêng biệt. Một chất được thêm vào trong ty thể và peroxisome và chất kia trong lưới nội chất.
Các tuyến đường tổng hợp khác
Diacylglycerol không chỉ được tạo ra bởi quá trình tổng hợp de novo trong tế bào: có những con đường thay thế tổng hợp nó từ các phospholipid đã có sẵn và nhờ vào hoạt động của các enzym như phospholipase C, phospholipase D và sphingomyelin synthase.
Diacylglycerol được tạo ra bởi các con đường thay thế này không được sử dụng cho mục đích trao đổi chất, nghĩa là, để lấy năng lượng từ quá trình oxy hóa β của các axit béo của chuỗi không phân cực, mà chủ yếu cho mục đích tín hiệu.
Đặc trưng
Diacylglycerol phục vụ nhiều chức năng trong các bối cảnh tế bào khác nhau. Những chức năng này bao gồm sự tham gia của nó như một phân tử tiền thân của các lipid khác, trong quá trình chuyển hóa năng lượng, như một chất truyền tin thứ cấp, và các chức năng cấu trúc, cùng những chức năng khác.
Là một tiền chất lipid
Người ta đã xác định được rằng diacylglycerol có thể là tiền chất của các phospholipid khác, cụ thể là phosphatidylethanolamine và phosphatidylcholine. Quá trình xảy ra bằng cách chuyển các rượu đã hoạt hóa thành hydroxyl ở vị trí C3 của phân tử diacylglycerol.
Chất béo này cũng có thể được sử dụng để sản xuất chất béo trung tính bằng cách ester hóa một axit béo khác thành carbon ở vị trí số 3 của phần glycerol, một phản ứng được xúc tác bởi diacylglycerol acyl transferase có trong lưới nội chất hoặc trong màng sinh chất.
Nhờ hoạt động của các enzym diacylglycerol kinases, diacylglycerol có thể là phân tử tiền thân của axit phosphatidic do sự liên kết của một nhóm phosphate trên carbon C3; Đến lượt mình, axit phosphatidic là một trong những tiền chất thiết yếu của hầu hết các glycerophospholipid.
Trao đổi chất
Diacylglycerol không chỉ hoạt động như một phân tử tiền chất cho các phospholipid khác, mà các nhóm có bản chất khác nhau có thể được thêm vào hydroxyl ở vị trí C3, mà một trong những chức năng chính của nó là đóng vai trò như một nguồn axit béo để thu nhận năng lượng. bằng cách oxy hóa β.
Cấu trúc
Giống như các chất béo khác có trong màng sinh học, trong số các chức năng khác, diacylglycerol có ý nghĩa cấu trúc quan trọng đối với sự hình thành các lớp kép và các chất béo không kém quan trọng khác theo quan điểm cấu trúc.
Tín hiệu trong tế bào
Nhiều tín hiệu nội bào xảy ra để đáp ứng với các loại kích thích khác nhau dẫn đến việc tạo ra các phân tử diacylglycerol ngay lập tức, trong đó tế bào sử dụng nhiều protein chịu trách nhiệm truyền tín hiệu phụ thuộc vào diacylglycerol.
"Con đường" báo hiệu này liên quan đến sản xuất, loại bỏ và phản ứng. Sau đó, thời lượng và cường độ của một tín hiệu nhất định được xác định bằng sự biến đổi của diacylglycerol trong màng.
Hơn nữa, diacylglycerol được tạo ra trong quá trình thủy phân phosphatidylinositol và các dẫn xuất được phosphoryl hóa của nó là chất truyền tin thứ hai quan trọng cho các con đường truyền tín hiệu của nhiều hormone ở động vật có vú.
Người giới thiệu
- Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Sinh học Tế bào cần thiết. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacylglycerol, khi đơn giản trở nên phức tạp. Xu hướng Khoa học Hóa sinh, 1–10.
- Fox, SI (2006). Sinh lý học con người (xuất bản lần thứ 9). New York, Mỹ: Nhà xuất bản McGraw-Hill.
- Rawn, JD (1998). Hóa sinh. Burlington, Massachusetts: Nhà xuất bản Neil Patterson.
- Vance, JE và Vance, DE (2008). Hóa sinh của lipid, lipoprotein và màng. Trong Hóa sinh Toàn diện Mới Tập 36 (xuất bản lần thứ 4). Elsevier.