DIACYLGLYCEROL: STRUKTUR, BIOSINTESIS, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The diasilgliserol atau 1,2-diasilgliserol , adalah salah satu perantara dalam sintesis fosfolipid milik kelompok gliserofosfolipid atau phosphoglycerides, molekul lipid sederhana yang berbagi karakteristik umum memiliki molekul gliserol sebagai yang kerangka utama.

Ini penting untuk semua organisme hidup, sedemikian rupa sehingga produk genetik yang diperlukan untuk sintesisnya sangat penting untuk kelangsungan hidup sel dan kadarnya diatur secara ketat di dalam sel.

Proyeksi Fisher untuk Diacylglycerol (Sumber: Mzaki via Wikimedia Commons)

Bakteri, ragi, tumbuhan, dan hewan mampu memetabolisme diasilgliserol dan mengekstraksi energi dari asam lemak yang diesterifikasi menjadi dua atom karbonnya, sehingga ia juga merupakan reservoir energi.

Diasilgliserol berpartisipasi baik dalam pembentukan struktur lapisan ganda lipid yang membentuk semua membran biologis, serta dalam metabolisme perantara lipid lain dan dalam berbagai jalur pensinyalan sebagai pembawa pesan kedua.

Turunan aktifnya, CDP-diacylglycerol (CDP adalah analog dari ATP, molekul berenergi tinggi), merupakan prekursor penting dalam sintesis banyak lipid membran lainnya.

Dengan ditemukannya enzim yang terkait dengan lipid ini, telah ditentukan bahwa respons seluler yang bergantung padanya cukup kompleks, selain memiliki banyak fungsi lain, mungkin tidak diketahui, misalnya dalam jalur metabolisme yang berbeda.

Struktur

Diasilgliserol, sesuai dengan sifat lipidanya, adalah senyawa amphipathic, karena ia memiliki dua rantai alifatik apolar hidrofobik dan daerah kutub hidrofilik atau "kepala", yang terdiri dari gugus hidroksil bebas.

Struktur senyawa ini cukup sederhana: gliserol, alkohol dengan tiga atom karbon dan tiga gugus hidroksil, mengikat, melalui atom oksigen yang terkait dengan karbon pada posisi 1 dan 2, ke dua rantai asam lemak. (dengan ikatan ester), yang menyusun rantai apolar.

Gugus polar, kemudian, sesuai dengan gugus hidroksil tak terikat, yang berada pada posisi C3 dari molekul gliserol.

Karena tidak memiliki gugus kutub "tambahan", diasilgliserol adalah lipid kecil, dan komposisinya yang "sederhana" memberikannya sifat yang sangat khusus dalam kinerja berbagai fungsinya.

Biosintesis

Sintesis de novo dari diacylglycerol dapat terjadi dalam dua cara:

1. Yang pertama adalah dari mobilisasi trigliserida dan melibatkan sintesis diasilgliserol dari gliserol 3-fosfat.
2. Yang kedua adalah dari dihidroksiaseton fosfat, suatu zat antara glikolitik yang diproduksi dalam tahap yang dikatalisis oleh enzim aldolase, di mana fruktosa 1,6-bifosfat dibelah menjadi gliseraldehida 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat.

Dengan cara apa pun, gliserol 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat harus mengalami modifikasi yang melibatkan langkah-langkah asilasi (penambahan gugus asil atau rantai asam lemak), pertama membentuk asam lisofosfatidat (dengan rantai tunggal) dan kemudian asam. fosfatidik (dengan dua rantai).

Asam fosfatidat adalah salah satu fosfolipid yang paling sederhana, karena terdiri dari molekul 1,2-diasilgliserol yang diikat dengan gugus fosfat pada posisi C3 gliserol melalui ikatan fosfodiester.

Gugus fosfat dalam posisi ini dihidrolisis oleh aksi enzim fosfatidat asam fosfohidrolase (PAP, dari bahasa Inggris "Asam Fosfatidat Fosfohidrolase").

Selama kedua jalur produksi diasilgliserol, rantai asam lemak ditambahkan secara berurutan dan dalam kompartemen subseluler terpisah. Satu ditambahkan di mitokondria dan peroksisom dan yang lainnya di retikulum endoplasma.

Rute sintesis lainnya

Diasilgliserol tidak hanya diproduksi oleh sintesis de novo dalam sel: ada rute alternatif yang mensintesisnya dari fosfolipid yang sudah ada sebelumnya dan berkat aksi enzim seperti fosfolipase C, fosfolipase D, dan sintase sfingomielin.

Diasilgliserol yang dihasilkan oleh rute alternatif ini tidak digunakan untuk tujuan metabolisme, yaitu untuk mendapatkan energi dari oksidasi-β dari asam lemak rantai apolar, tetapi terutama untuk tujuan pensinyalan.

fitur

Diacylglycerol melayani banyak fungsi dalam konteks seluler yang berbeda. Fungsi-fungsi ini termasuk partisipasinya sebagai molekul prekursor lipid lain, dalam metabolisme energi, sebagai pembawa pesan sekunder, dan fungsi struktural, antara lain.

Sebagai prekursor lipid

Telah ditentukan bahwa diasilgliserol dapat menjadi prekursor fosfolipid lain, khususnya fosfatidiletanolamina dan fosfatidilkolin. Prosesnya terjadi dengan mentransfer alkohol aktif ke hidroksil pada posisi C3 dari molekul diasilgliserol.

Lipid ini juga dapat digunakan untuk menghasilkan trigliserida dengan esterifikasi asam lemak lain pada karbon 3-posisi dari bagian gliserol, reaksi yang dikatalisis oleh transferase diasilgliserol asil yang ditemukan di retikulum endoplasma atau di membran plasma.

Berkat aksi enzim diasilgliserol kinase, diasilgliserol dapat menjadi molekul prekursor asam fosfatidat dengan penyatuan gugus fosfat pada karbon C3; asam fosfatidat, pada gilirannya, adalah salah satu prekursor penting dari kebanyakan gliserofosfolipid.

Metabolik

Diasilgliserol tidak hanya bekerja sebagai molekul prekursor untuk fosfolipid lain, yang kelompok yang berbeda sifatnya dapat ditambahkan ke hidroksil pada posisi C3, tetapi salah satu fungsi utamanya juga berfungsi sebagai sumber asam lemak untuk perolehan energi. dengan β-oksidasi.

Struktural

Seperti lipid lain yang ada dalam membran biologis, diasilgliserol memiliki, di antara fungsi lainnya, implikasi struktural yang membuatnya penting untuk pembentukan lapisan ganda dan lipid lain yang sama pentingnya dari sudut pandang struktural.

Dalam pensinyalan sel

Banyak sinyal intraseluler yang terjadi sebagai respons terhadap berbagai jenis rangsangan menghasilkan pembentukan segera molekul diasilgliserol, di mana sel menggunakan banyak protein yang bertanggung jawab untuk pensinyalan yang bergantung diasilgliserol.

"Jalur" pensinyalan ini melibatkan produksi, eliminasi, dan respons. Kemudian durasi dan intensitas sinyal yang diberikan ditentukan oleh modifikasi diasilgliserol di dalam membran.

Selain itu, diasilgliserol yang diproduksi selama hidrolisis fosfatidylinositol dan turunannya yang terfosforilasi adalah pembawa pesan kedua yang penting untuk jalur pensinyalan banyak hormon pada mamalia.

Referensi

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Esensial. Abingdon: Ilmu Garland, Taylor & Francis Group.
2. Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacylglycerol, ketika kesederhanaan menjadi kompleks. Trends in Biochemical Sciences, 1–10.
3. Fox, SI (2006). Human Physiology (edisi ke-9th). New York, AS: McGraw-Hill Press.
4. Rawn, JD (1998). Biokimia. Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Biokimia lipid, lipoprotein dan membran. Dalam New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (edisi ke-4th). Elsevier.