Diacylglycerol או 1,2-diacylglycerol , הוא אחד ביניים בסינתזה של פוספוליפידים השייכים לקבוצת פוספוגליצריד או phosphoglycerides, מולקולת שומנים פשוט שהמשותף להן הוא המאפיין הנפוץ של בעל מולקולת גליצרול כפי השלד העיקרי.
זה חיוני לכל האורגניזמים החיים, עד כדי כך שהתוצרים הגנטיים הנחוצים לסינתזה הם חיוניים לכדאיות התאים ורמותיהם מוסדרים בקפדנות בתוך התא.
התחזיתו של פישר לדיאקילגלצירול (מקור: Mzaki באמצעות Wikimedia Commons)
חיידקים, שמרים, צמחים ובעלי חיים מסוגלים לחילוף חומרים של דיאקילגלצירול ולחלץ אנרגיה מחומצות שומן המועתרות לשני אטומי הפחמן שלו, כך שהוא מייצג גם מאגר אנרגיה.
דיאקילגלצריול משתתף הן בביסוס מבנה דו שכבת השומנים המרכיב את כל הממברנות הביולוגיות, כמו גם בחילוף החומרים הביניים של ליפידים אחרים ובמסלולי איתות שונים כמסר שלישי.
הנגזרת המופעלת שלו, CDP-diacylglycerol (CDP היא אנלוגי של ATP, מולקולה בעלת אנרגיה גבוהה), היא מבשר חשוב בסינתזה של שומנים קרומים רבים אחרים.
עם גילוי אנזימים הקשורים לליפיד זה, נקבע כי התגובות הסלולריות התלויות בו מורכבות למדי, בנוסף לכך שיש להם פונקציות רבות אחרות, אולי לא ידועות, למשל במסלולי מטבוליות שונים.
מִבְנֶה
דיאקיל-גליצרול, כטבעו השומני ביסס אותו, הוא תרכובת אמפיפטית, מכיוון שיש לו שתי שרשראות אליפטיות הידרופוביות ואזור קוטבי הידרופילי או "ראש", המורכב מקבוצת ההידרוקסיל החופשית.
המבנה של תרכובת זו הוא די פשוט: גליצרול, אלכוהול עם שלושה אטומי פחמן ושלוש קבוצות הידרוקסיליות, נקשר דרך אטומי החמצן הקשורים לפחמימות בעמדות 1 ו -2, לשתי שרשראות של חומצות שומן. (באמצעות קשרי אסטר) המרכיבים את השרשראות האפוליארות.
הקבוצה הקוטבית, אם כן, מתאימה לקבוצת ההידרוקסיל הבלתי מוגבלת, זו שנמצאת במיקום C3 של מולקולת הגליצרול.
מכיוון שאין לו קבוצות קוטביות "נוספות", דיאקילגלצירול הוא ליפיד קטן, והרכבו ה"פשוט "מעניק לו תכונות מאוד מיוחדות בביצוע של פונקציות מרובותיו.
ביוסינתזה
סינתזת דה נובו של דיאקילגלצירול יכולה להתרחש בשני אופנים:
- הראשון הוא מגיוס טריגליצרידים וכרוך בסינתזה של דיאקיל-גליצרול מגליצרול 3-פוספט.
- השני הוא מדהידרוקסי-אצטון פוספט, חומר ביניים גליקוליטי המיוצר בשלב המסולז על ידי האנזים אלדולאז, בו נפרץ פרוקטוז 1,6-ביספוספט לגליצראלדהיד 3-פוספט ודיהידרוקסי-אצטון פוספט.
בכל מקרה, גם גליצרול 3-פוספט וגם דיהידרוקסיצטון פוספט חייבים לעבור שינויים הכרוכים בשלבי אצילציה (תוספת של קבוצות אציל או שרשראות חומצות שומן), ויוצרים תחילה חומצה ליסופוספטידית (עם שרשרת אחת) ואז חומצה פוספטידיים (עם שתי שרשראות).
חומצה פוספטידית היא אחת הפוספוליפידים הפשוטים ביותר, מכיוון שהיא מורכבת ממולקולת 1,2-דיאקיל-גליצרול שאליה נקשרה קבוצת פוספטים למצב C3 של גליצרול באמצעות קשר פוספודיאסטר.
קבוצת הפוספטים במצב זה מנוהלת על ידי פעולת אנזימים של פוספטואידרולאז חומצה זרחתית.
בשני דרכי הייצור של דיאקילגלצירול, שרשראות חומצות השומן מתווספות ברצף ובתאים תת-תאים נפרדים. האחד מתווסף במיטוכונדריה ובפרוקסיזומים והשני בתכנית האנדופלסמה.
מסלולי סינתזה אחרים
דיאקילגליצרול אינו מיוצר רק על ידי סינתזת דה נובו בתאים: ישנם דרכים אלטרנטיביות שמסנתזות אותו מפוספוליפידים קיימים ובזכות הפעולה של אנזימים כמו פוספוליפאז C, פוספוליפאז D וסינתזזין ספינגומילין.
הדיאקילגלצירול המיוצר בדרכים אלטרנטיביות אלה אינו משמש למטרות מטבוליות, כלומר על מנת להשיג אנרגיה מחמצון ה- β של חומצות השומן של השרשראות הלא קוטביות, אלא בעיקר למטרות איתות.
מאפיינים
דיאקילגליצרול משרת פונקציות מרובות בהקשרים סלולריים שונים. פונקציות אלה כוללות את השתתפותה כמולקולת מבשר של ליפידים אחרים, במטבוליזם של אנרגיה, כמסר משני, ותפקודים מבניים, בין היתר.
כמבשר ליפיד
נקבע כי דיאקילגלצירול עשוי להוות מבשר לפוספוליפידים אחרים, ספציפית פוספטידיל אתנולמין ופוספטידילכולין. התהליך מתרחש על ידי העברת אלכוהולים מופעלים להידרוקסיל במיקום C3 של מולקולת הדיאקילגלצירול.
ניתן להשתמש בליפיד זה גם לייצור טריגליצרידים על ידי ייסור חומצה שומנית אחרת בפחמן התלת-ממדי של חלק הגליצרול, תגובה המנותזת על ידי העברת דיאזיל-גליצרול-אסיל טרנסאזים הנמצאים בסטיקולום האנדופלסמי או בקרום הפלזמה.
הודות לפעולה של אנזימים דיאזיל-גליצרול קינאזים, דיאקיל-גליצרול יכול להיות המולקולה המקדימה של חומצה פוספטידית בגלל איחוד של קבוצת פוספטים בפחמן C3; חומצה פוספטידית, בתורו, היא אחד המקדימים החיוניים לרוב הגליצרופוספוליפידים.
מטבולי
דיאקיל-גליצרול לא רק עובד כמולקולת מבשר לפוספוליפידים אחרים, שאליהם ניתן להוסיף קבוצות בעלות אופי שונה להידרוקסיל במצב C3, אלא שאחד מתפקידיה העיקריים הוא גם לשמש מקור לחומצות שומן לרכישת אנרגיה על ידי חמצון β.
מִבנִי
בדומה לליפידים אחרים שנמצאים בקרומים ביולוגיים, לדיאקיל-גליצרול, בין תפקודים אחרים, השלכות מבניות שהופכות אותו לחשוב ליצירת דו-שכביים ושומנים חשובים אחרים באותה מידה מנקודת המבט המבנית.
באיתות תאים
אותות תוך-תאיים רבים המופיעים בתגובה לסוגים שונים של גירויים גורמים לייצור מיידי של מולקולות דיאקיל-גליצרול, שעבורם התא משתמש בחלבונים רבים האחראים על איתות תלוי דיאקיל-גליצרול.
איתור "מסלול" זה כרוך בייצור, חיסול ותגובה. אז משך ועוצמת האות נתון נקבע על ידי שינוי הדיאוקיל-גליצרול בקרומים.
יתרה מזאת, הדיאקילגלצירול המיוצר במהלך הידרוליזה של פוספטידילינוזיטול ונגזרותיו הזרחניות הם מסר שני חשוב למסלולי האיתות של הורמונים רבים אצל יונקים.
הפניות
- אלברטס, ב., דניס, ב., הופקין, ק., ג'ונסון, א., לואיס, ג'., רף, מ., … וולטר, פ. (2004). ביולוגיה תאי חיונית. אבינגדון: גרלנד מדע, טיילור ופרנסיס.
- Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). דיאקילגליצרול, כאשר הפשטות הופכת למורכבת. מגמות במדעים ביוכימיים, 1-10.
- פוקס, SI (2006). פיזיולוגיה אנושית (מהדורה 9). ניו יורק, ארה"ב: McGraw-Hill Press.
- ראון, ג'יי.די (1998). בִּיוֹכִימִיָה. ברלינגטון, מסצ'וסטס: הוצאת ניל פטרסון.
- Vance, JE, & Vance, DE (2008). ביוכימיה של ליפידים, ליפופרוטאינים וממברנות. בספר ביו-כימיה חדש מקיף 36 (מהדורה רביעית). אלזביאר.