DIACILGLICEROLO: STRUTTURA, BIOSINTESI, FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

Il diacilglicerolo o 1,2-diacilglicerolo , è un intermedio nella sintesi dei fosfolipidi appartenenti al gruppo dei glicerofosfolipidi o fosfogliceridi, semplice molecola lipidica che condivide la caratteristica comune di avere una molecola di glicerolo come scheletro principale.

È cruciale per tutti gli organismi viventi, a tal punto che i prodotti genetici necessari per la sua sintesi sono essenziali per la vitalità delle cellule e i loro livelli sono strettamente regolati all'interno della cellula.

Proiezione di Fisher per il diacilglicerolo (Fonte: Mzaki tramite Wikimedia Commons)

I batteri, i lieviti, le piante e gli animali sono in grado di metabolizzare il diacilglicerolo e di estrarre energia dagli acidi grassi esterificati a due dei suoi atomi di carbonio, quindi rappresenta anche un serbatoio di energia.

Il diacilglicerolo partecipa sia alla costituzione della struttura del doppio strato lipidico che costituisce tutte le membrane biologiche, sia al metabolismo intermedio di altri lipidi ed a varie vie di segnalazione come secondo messaggero.

Il suo derivato attivato, CDP-diacilglicerolo (CDP è un analogo dell'ATP, una molecola ad alta energia), è un importante precursore nella sintesi di molti altri lipidi di membrana.

Con la scoperta degli enzimi legati a questo lipide, è stato accertato che le risposte cellulari da esso dipendenti sono piuttosto complesse, oltre ad avere molte altre funzioni, forse sconosciute, ad esempio in diverse vie metaboliche.

Struttura

Il diacilglicerolo, come stabilisce la sua natura lipidica, è un composto anfipatico, poiché ha due catene alifatiche apolari idrofobe e una regione polare idrofila o "testa", composta dal gruppo idrossile libero.

La struttura di questo composto è abbastanza semplice: il glicerolo, un alcool con tre atomi di carbonio e tre gruppi idrossilici, si lega, attraverso gli atomi di ossigeno associati ai carboni in posizione 1 e 2, a due catene di acidi grassi. (da legami estere), che costituiscono le catene apolari.

Il gruppo polare, quindi, corrisponde al gruppo idrossile non legato, quello in posizione C3 della molecola di glicerolo.

Non avendo gruppi polari "aggiuntivi", il diacilglicerolo è un lipide piccolo, e la sua composizione "semplice" gli conferisce proprietà molto particolari nello svolgimento delle sue molteplici funzioni.

biosintesi

La sintesi de novo del diacilglicerolo può avvenire in due modi:

1. Il primo proviene dalla mobilizzazione dei trigliceridi e prevede la sintesi del diacilglicerolo dal glicerolo 3-fosfato.
2. Il secondo è dal diidrossiacetone fosfato, un intermedio glicolitico prodotto nella fase catalizzata dall'enzima aldolasi, dove il fruttosio 1,6-bisfosfato viene scisso in gliceraldeide 3-fosfato e diidrossiacetone fosfato.

In entrambi i casi, sia il glicerolo 3-fosfato che il diidrossiacetone fosfato devono subire modifiche che comportano fasi di acilazione (aggiunta di gruppi acilici o catene di acidi grassi), formando prima acido lisofosfatidico (con una singola catena) e poi acido fosfatidico (con due catene).

L'acido fosfatidico è uno dei fosfolipidi più semplici, in quanto è costituito da una molecola di 1,2-diacilglicerolo a cui un gruppo fosfato è stato attaccato alla posizione C3 del glicerolo tramite un legame fosfodiestere.

Il gruppo fosfato in questa posizione è idrolizzato dall'azione degli enzimi fosfoidrolasi dell'acido fosfatidico (PAP, dall'inglese "Phosphatidic Acid Phosphohydrolases").

Durante entrambe le vie di produzione di diacilglicerolo, le catene di acidi grassi vengono aggiunte sequenzialmente e in compartimenti subcellulari separati. Uno viene aggiunto nei mitocondri e nei perossisomi e l'altro nel reticolo endoplasmatico.

Altre vie di sintesi

Il diacilglicerolo non è prodotto solo per sintesi de novo nelle cellule: esistono vie alternative che lo sintetizzano da fosfolipidi preesistenti e grazie all'azione di enzimi quali fosfolipasi C, fosfolipasi D e sfingomielina sintasi.

Il diacilglicerolo prodotto da queste vie alternative non viene utilizzato per scopi metabolici, cioè per ottenere energia dalla β-ossidazione degli acidi grassi delle catene non polari, ma principalmente per scopi di segnalazione.

Caratteristiche

Il diacilglicerolo svolge molteplici funzioni in diversi contesti cellulari. Queste funzioni includono la sua partecipazione come molecola precursore di altri lipidi, nel metabolismo energetico, come messaggero secondario e funzioni strutturali, tra le altre.

Come precursore dei lipidi

È stato determinato che il diacilglicerolo può essere un precursore di altri fosfolipidi, in particolare fosfatidiletanolamina e fosfatidilcolina. Il processo avviene trasferendo gli alcoli attivati ​​all'idrossile nella posizione C3 della molecola di diacilglicerolo.

Questo lipide può anche essere utilizzato per produrre trigliceridi mediante esterificazione di un altro acido grasso nel carbonio a 3 posizioni della porzione di glicerolo, una reazione catalizzata da diacilglicerolo acil transferasi presenti nel reticolo endoplasmatico o nella membrana plasmatica.

Grazie all'azione degli enzimi diacilglicerolo chinasi, il diacilglicerolo può essere la molecola precursore dell'acido fosfatidico per l'unione di un gruppo fosfato sul carbonio C3; L'acido fosfatidico, a sua volta, è uno dei precursori essenziali della maggior parte dei glicerofosfolipidi.

metabolica

Il diacilglicerolo non solo funziona come molecola precursore di altri fosfolipidi, ai quali si possono aggiungere gruppi di diversa natura all'idrossile in posizione C3, ma una delle sue funzioni principali è anche quella di fungere da fonte di acidi grassi per l'acquisizione di energia per β-ossidazione.

Strutturale

Come altri lipidi presenti nelle membrane biologiche, il diacilglicerolo ha, tra le altre funzioni, implicazioni strutturali che lo rendono importante per la formazione di doppi strati e altri lipidi altrettanto importanti dal punto di vista strutturale.

Nella segnalazione cellulare

Molti segnali intracellulari che si verificano in risposta a vari tipi di stimoli determinano la generazione immediata di molecole di diacilglicerolo, per le quali la cellula utilizza molte proteine ​​responsabili della segnalazione dipendente dal diacilglicerolo.

Questa "via" di segnalazione coinvolge la produzione, l'eliminazione e la risposta. Quindi la durata e l'intensità di un dato segnale sono determinate dalla modifica del diacilglicerolo nelle membrane.

Inoltre, il diacilglicerolo prodotto durante l'idrolisi del fosfatidilinositolo e dei suoi derivati ​​fosforilati sono un importante secondo messaggero per le vie di segnalazione di molti ormoni nei mammiferi.

Riferimenti

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