的二酰基甘油或1,2-二酰基甘油,是一个在属于该组的甘油磷脂或磷酸甘油酯,单纯脂质分子,其共享具有一个甘油分子作为共同特征的磷脂的合成中间体的主骨架。
对于所有生物而言,至关重要的是,其合成所需的遗传产物对于细胞的生存至关重要,并且其水平在细胞内受到严格调节。
费舍尔对二酰基甘油的预测(来源:Mzaki通过Wikimedia Commons)
细菌,酵母,植物和动物能够代谢二酰基甘油,并能从酯化为两个碳原子的脂肪酸中提取能量,因此它也代表了一个能量库。
二酰基甘油既参与构成所有生物膜的脂质双层结构的建立,又参与其他脂质的中间代谢,并作为第二信使参与各种信号途径。
它的活化衍生物CDP-二酰甘油(CDP是高能分子ATP的类似物),是许多其他膜脂质合成中的重要前体。
随着与该脂质相关的酶的发现,已经确定依赖于它的细胞应答除了具有许多其他功能(例如在不同的代谢途径中可能未知)之外,还相当复杂。
结构体
二酰基甘油,由于其脂质性质,是两亲性化合物,因为它具有两个疏水性非极性脂族链和一个由游离羟基组成的亲水性极性区域或“头部”。
该化合物的结构非常简单:甘油(一种具有三个碳原子和三个羟基的醇)通过与位置1和2上的碳相关的氧原子与两个脂肪酸链结合。 (通过酯键),它构成非极性链。
因此,极性基团对应于未结合的羟基,即甘油分子C3位置的一个。
由于二酰基甘油不具有任何“附加”极性基团,因此它是一种小脂质,其“简单”的成分使其在发挥多种功能方面具有非常特殊的性能。
生物合成
从头合成二酰基甘油可以通过两种方式进行:
- 第一个来自甘油三酸酯的动员,涉及由3-磷酸甘油合成二酰基甘油。
- 第二种是磷酸二羟基丙酮,一种在醛缩酶催化的步骤中产生的糖酵解中间体,其中将1,6-二磷酸果糖裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟基丙酮。
无论哪种方式,甘油3-磷酸酯和磷酸二羟丙酮酯都必须经过修饰,这些修饰涉及酰化步骤(添加酰基或脂肪酸链),首先形成溶血磷脂酸(具有单链),然后形成酸。磷脂(有两条链)。
磷脂酸是最简单的磷脂之一,因为它由1,2-二酰基甘油分子组成,磷酸基团通过磷酸二酯键连接到甘油的C3位置。
该位置上的磷酸基团通过磷脂酸磷酸水解酶(PAP,英语“磷脂酸磷酸水解酶”)的作用而水解。
在两种生产二酰基甘油的途径中,脂肪酸链被依次添加到单独的亚细胞区室中。一种添加在线粒体和过氧化物酶体中,另一种添加在内质网中。
其他合成路线
二酰基甘油不仅可以通过细胞中的从头合成来产生:还有其他途径可以从预先存在的磷脂中合成出来,这要归功于酶的作用,例如磷脂酶C,磷脂酶D和鞘磷脂合酶。
通过这些替代途径产生的二酰基甘油不用于代谢目的,即,为了从非极性链的脂肪酸的β-氧化获得能量,而是主要用于信号传递目的。
特征
二酰基甘油在不同的细胞环境中具有多种功能。这些功能包括它作为其他脂质的前体分子参与能量代谢,作为第二信使以及结构功能等。
作为前体脂质
已经确定二酰基甘油可以是其他磷脂,特别是磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的前体。该过程通过将活化的醇转移至二酰基甘油分子的C3位置的羟基而发生。
该脂质还可用于通过甘油部分的3位碳上的另一种脂肪酸的酯化来生产甘油三酸酯,该反应是在内质网或质膜中发现的二酰基甘油酰基转移酶催化的。
由于二酰基甘油激酶的作用,由于碳C3上磷酸基团的结合,二酰基甘油可以成为磷脂酸的前体分子。磷脂酸又是大多数甘油磷脂的必要前体之一。
新陈代谢
二酰基甘油不仅可以用作其他磷脂的前体分子,可以在C3位的羟基上添加不同性质的基团,而且其主要功能之一还可以用作获取能量的脂肪酸来源通过β-氧化。
结构性
像生物膜中存在的其他脂质一样,二酰基甘油除其他功能外,还具有结构上的意义,从结构的角度来看,它对于双层分子和其他同样重要的脂质的形成非常重要。
细胞内信号传导
响应各种类型的刺激而发生的许多细胞内信号导致立即生成二酰基甘油分子,为此,细胞使用了负责二酰基甘油依赖性信号传导的许多蛋白质。
该信号“途径”涉及生产,消除和反应。然后,通过修饰膜中的二酰基甘油来确定给定信号的持续时间和强度。
此外,在磷脂酰肌醇及其磷酸化衍生物的水解过程中产生的二酰基甘油是哺乳动物中许多激素的信号传导途径的重要第二信使。
参考文献
- 阿尔伯茨(Alberts),丹尼斯(Bennis),霍普金(Kopkin),约翰逊(Johnson),刘易斯(J.),拉夫(Raff),M….沃尔特(Walter)(2004)。基本细胞生物学。Abingdon:Garland Science,Taylor&Francis Group。
- Carrasco,S.和Mérida,I.(2006)。当简单变得复杂时,二酰基甘油。生化科学趋势,1-10。
- Fox,SI(2006)。人类生理学(第9版)。美国纽约:麦格劳-希尔出版社。
- Rawn,JD(1998)。生物化学。马萨诸塞州伯灵顿:尼尔·帕特森出版社。
- Vance,JE和Vance,DE(2008)。脂质,脂蛋白和膜的生物化学。在《新综合生物化学》第36卷(第4版)中。爱思唯尔。