DIACILGLICEROL: ESTRUTURA, BIOSSÍNTESE, FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

O diacilglicerol ou 1,2-diacilglicerol, é um intermediário na síntese de fosfolipídios pertencentes ao grupo dos glicerofosfolipídios ou fosfoglicerídeos, molécula lipídica simples que compartilha a característica comum de possuir uma molécula de glicerol como esqueleto principal.

É crucial para todos os organismos vivos, a tal ponto que os produtos genéticos necessários à sua síntese são essenciais para a viabilidade das células e seus níveis são estritamente regulados dentro da célula.

Projeção de Fisher para o diacilglicerol (Fonte: Mzaki via Wikimedia Commons)

Bactérias, leveduras, plantas e animais são capazes de metabolizar o diacilglicerol e extrair energia de ácidos graxos esterificados em dois de seus átomos de carbono, portanto também representa um reservatório de energia.

O diacilglicerol participa tanto no estabelecimento da estrutura da bicamada lipídica que compõe todas as membranas biológicas, quanto no metabolismo intermediário de outros lipídeos e em várias vias de sinalização como segundo mensageiro.

Seu derivado ativado, CDP-diacilglicerol (CDP é um análogo do ATP, uma molécula de alta energia), é um importante precursor na síntese de muitos outros lipídios de membrana.

Com a descoberta das enzimas relacionadas a esse lipídio, constatou-se que as respostas celulares dele dependentes são bastante complexas, além de apresentarem muitas outras funções, talvez desconhecidas, por exemplo, em diferentes vias metabólicas.

Estrutura

O diacilglicerol, conforme estabelece sua natureza lipídica, é um composto anfipático, pois possui duas cadeias alifáticas apolares hidrofóbicas e uma região polar hidrofílica ou "cabeça", composta pelo grupo hidroxila livre.

A estrutura desse composto é bastante simples: o glicerol, um álcool com três átomos de carbono e três grupos hidroxila, liga-se, por meio dos átomos de oxigênio associados aos carbonos nas posições 1 e 2, a duas cadeias de ácidos graxos. (por ligações de éster), que constituem as cadeias apolares.

O grupo polar, então, corresponde ao grupo hidroxila não ligado, aquele na posição C3 da molécula de glicerol.

Como não possui nenhum grupo polar "adicional", o diacilglicerol é um pequeno lipídio e sua composição "simples" confere-lhe propriedades muito particulares no desempenho de suas múltiplas funções.

Biossíntese

A síntese de novo de diacilglicerol pode ocorrer de duas maneiras:

1. A primeira é a partir da mobilização de triglicerídeos e envolve a síntese de diacilglicerol a partir de glicerol 3-fosfato.
2. O segundo é do fosfato de dihidroxiacetona, um intermediário glicolítico produzido na etapa catalisada pela enzima aldolase, onde a frutose 1,6-bifosfato é clivada em gliceraldeído 3-fosfato e fosfato de dihidroxiacetona.

De qualquer forma, tanto o glicerol 3-fosfato quanto o fosfato de dihidroxiacetona devem sofrer modificações que envolvem etapas de acilação (adição de grupos acila ou cadeias de ácidos graxos), formando primeiro ácido lisofosfatídico (com uma única cadeia) e depois ácido fosfatídico (com duas cadeias).

O ácido fosfatídico é um dos fosfolipídios mais simples, pois é composto de uma molécula de 1,2-diacilglicerol à qual uma ligação fosfodiéster anexou um grupo fosfato à posição C3 do glicerol.

O grupo fosfato nesta posição é hidrolisado pela ação das enzimas fosfo-hidrolases do ácido fosfatídico (PAP).

Durante ambas as rotas de produção de diacilglicerol, as cadeias de ácidos graxos são adicionadas sequencialmente e em compartimentos subcelulares separados. Um é adicionado nas mitocôndrias e peroxissomos e o outro no retículo endoplasmático.

Outras rotas de síntese

O diacilglicerol não é produzido apenas pela síntese de novo nas células: existem vias alternativas que o sintetizam a partir de fosfolipídios pré-existentes e graças à ação de enzimas como a fosfolipase C, a fosfolipase D e a esfingomielina sintase.

O diacilglicerol produzido por essas vias alternativas não é utilizado para fins metabólicos, ou seja, para obter energia a partir da β-oxidação dos ácidos graxos das cadeias apolares, mas principalmente para fins de sinalização.

Recursos

O diacilglicerol tem várias funções em diferentes contextos celulares. Essas funções incluem sua participação como molécula precursora de outros lipídios, no metabolismo energético, como mensageiro secundário, funções estruturais, entre outras.

Como um lipídio precursor

Foi determinado que o diacilglicerol pode ser um precursor de outros fosfolipídios, especificamente fosfatidiletanolamina e fosfatidilcolina. O processo ocorre pela transferência de álcoois ativados para a hidroxila na posição C3 da molécula de diacilglicerol.

Este lipídio também pode ser usado para produzir triglicerídeos por esterificação de outro ácido graxo no carbono da posição 3 da porção de glicerol, uma reação catalisada por diacilglicerol acil transferases encontradas no retículo endoplasmático ou na membrana plasmática.

Graças à ação das enzimas diacilglicerol quinases, o diacilglicerol pode ser a molécula precursora do ácido fosfatídico devido à união de um grupo fosfato no carbono C3; o ácido fosfatídico, por sua vez, é um dos precursores essenciais da maioria dos glicerofosfolipídios.

Metabólico

O diacilglicerol não funciona apenas como uma molécula precursora de outros fosfolipídios, aos quais podem ser adicionados à hidroxila na posição C3 grupos de diferentes naturezas, mas uma de suas principais funções é também servir como fonte de ácidos graxos para aquisição de energia por β-oxidação.

Estrutural

Como outros lipídios presentes em membranas biológicas, o diacilglicerol tem, entre outras funções, implicações estruturais que o tornam importante para a formação de bicamadas e outros lipídios igualmente importantes do ponto de vista estrutural.

Na sinalização celular

Muitos sinais intracelulares que ocorrem em resposta a vários tipos de estímulos resultam na geração imediata de moléculas de diacilglicerol, para as quais a célula usa muitas proteínas que são responsáveis ​​pela sinalização dependente de diacilglicerol.

Essa "via" de sinalização envolve produção, eliminação e resposta. Então, a duração e a intensidade de um determinado sinal são determinadas pela modificação do diacilglicerol nas membranas.

Além disso, o diacilglicerol produzido durante a hidrólise do fosfatidilinositol e seus derivados fosforilados são um importante segundo mensageiro para as vias de sinalização de muitos hormônios em mamíferos.

Referências

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Essential Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Carrasco, S., & Mérida, I. (2006). Diacilglicerol, quando a simplicidade se torna complexa. Trends in Biochemical Sciences, 1-10.
3. Fox, SI (2006). Human Physiology (9ª ed.). Nova York, EUA: McGraw-Hill Press.
4. Rawn, JD (1998). Bioquímica. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. Vance, JE, & Vance, DE (2008). Bioquímica de lipídios, lipoproteínas e membranas. Em New Comprehensive Biochemistry Vol. 36 (4ª ed.). Elsevier.