FOSFATIDILINOSITOL: ESTRUTURA, FORMAÇÃO, FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

O fosfatidilinositol é uma família de fosfolipídios de glicerofosfolipídios ou fosfoglicerídeos, que estão presentes em membranas biológicas. Ele representa cerca de 10% do conteúdo total de fosfolipídios em uma célula média.

É comum no interior da membrana plasmática de muitos eucariotos e procariontes. Em mamíferos e outros vertebrados, enriquece especialmente as membranas das células cerebrais; e foi nesses tecidos que foi observado pela primeira vez por Folch e Wooley em 1942.

Representação clássica do fosfatidilinositol (Fonte: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

Sua estrutura química, bem como a de alguns de seus derivados fosforilados, foi determinada pelo grupo de pesquisa de Ballou entre 1959 e 1961.

Possui importantes funções estruturais, relacionadas à sua abundância nas membranas, mas também é uma importante fonte de segundos mensageiros que têm importantes implicações nos processos de sinalização celular que são desencadeados por numerosos e diversos estímulos especiais.

Sua forma glicosilada participa da modificação covalente de proteínas que permite sua ligação às membranas por meio de estruturas lipídicas chamadas de “âncoras” de GPI (glicosilfosfatidilinositol).

Estrutura

Como a maioria dos lipídios de membrana, o fosfatidilinositol é uma molécula anfipática, ou seja, é uma molécula com uma extremidade polar hidrofílica e uma extremidade apolar hidrofóbica.

Sua estrutura geral é baseada em um esqueleto 1,2-diacilglicerol 3-fosfato, onde as duas cadeias de ácidos graxos esterificadas nos carbonos nas posições 1 e 2 representam as caudas apolares, e o grupo fosfato, ligado ao grupo " cabeça ”, representa a região polar.

Grupo principal: inositol

Uma molécula de inositol ligada por meio de uma ligação fosfodiéster ao grupo fosfato no carbono na posição 3 da molécula de glicerol representa o grupo "cabeça" desse fosfolipídeo.

O inositol é um derivado do ciclohexano que possui todos os seus átomos de carbono (6), cada um ligado a um grupo hidroxila. Pode ser proveniente de alimentos consumidos na dieta, da rota de síntese de novo ou de sua própria reciclagem. As células cerebrais, bem como outros tecidos em menor extensão, o produzem a partir da glicose 6-fosfato.

A estrutura de muitos dos derivados de fosfatidilinositol nada mais é do que uma molécula de fosfatidilinositol à qual grupos fosfato foram adicionados em alguns dos grupos hidroxila da porção inositol.

Caudas apolares

As cadeias de hidrocarbonetos das caudas apolares podem ter comprimentos variados de 16 a mais ou menos 24 átomos de carbono, dependendo do organismo em questão.

Essas cadeias podem ser saturadas (ligações simples carbono-carbono) ou insaturadas (ligações duplas carbono-carbono; monoinsaturadas ou poliinsaturadas) e, como outros fosfolipídios derivados do ácido fosfatídico, a do ácido graxo na posição C2 do glicerol 3-fosfato geralmente é insaturado.

Esses lipídios geralmente possuem cadeias de ácidos graxos correspondentes ao ácido esteárico e ao ácido araquidônico, de 18 e 20 átomos de carbono, um saturado e outro insaturado, respectivamente.

Treinamento

O fosfatidilinositol, como outros fosfolipídios, é formado a partir do ácido fosfatídico, um fosfolipídio simples cuja estrutura é caracterizada por duas caudas apolares e uma cabeça polar composta apenas pelo grupo fosfato ligado ao carbono na posição 3 do glicerol.

Síntese de novo

Para a formação de novo de fosfatidilinositol, o ácido fosfatídico reage com CTP (trifosfato de citidina), uma molécula de alta energia análoga ao ATP, e forma CDP-diacilglicerol, que é um precursor comum na via do fosfatidilinositol e seus derivados, de fosfatidilglicerol e difosfatidilglicerol ou cardiolipina.

A reação em questão é catalisada pela enzima CDP-diacilglicerol sintase, que possui localização subcelular dupla que envolve a fração microssomal e a membrana mitocondrial interna.

O fosfatidilinositol subsequentemente surge de uma reação de condensação entre uma molécula de inositol e uma molécula de CDP-diacilglicerol resultante da etapa anterior.

Esta etapa é catalisada por uma fosfatidilinositol sintase (CDP-diacilglicerol: mioinositol 3-fosfatidil transferase), uma enzima associada à membrana do retículo endoplasmático de células de mamíferos.

A reação que representa a etapa limitante desse processo é na verdade a formação de inositol a partir da glicose 6-fosfato, que deve ocorrer "a montante" da via biossintética.

Síntese de seus derivados

Os derivados fosforilados de fosfatidilinositol são produzidos por um grupo de enzimas chamadas fosfatidilinositol quinases, que são responsáveis ​​por anexar grupos fosfato aos grupos hidroxila da porção inositol do lipídeo original.

Recursos

Estrutural

Tal como a fosfatidilserina e o fosfatidilglicerol, o fosfatidilinositol desempenha várias funções. Tem implicações estruturais importantes, uma vez que faz parte das bicamadas lipídicas que constituem as diferentes e multifuncionais membranas biológicas.

Muitas proteínas se "ligam" às membranas celulares por meio do que são chamadas de "âncoras GPI", que nada mais são do que derivados glicosilados de fosfatidilinositol que fornecem proteínas com uma "âncora" hidrofóbica que as sustenta na superfície da célula. membrana.

Algumas proteínas do citoesqueleto se ligam a derivados fosforilados do fosfatidilinositol, e esse tipo de lipídio também serve como núcleo para a formação de complexos proteicos envolvidos na exocitose.

Na sinalização celular

Seus derivados, por exemplo, são segundos mensageiros em muitos processos de sinalização relacionados a hormônios em mamíferos.

Dois dos mensageiros secundários mais importantes que derivam do que tem sido chamado de "sistema fosfatidilinositol sensível ao hormônio" são o inositol 1,4,5-trifosfato (IP3 ou trifosfato de inositol) e o diacilglicerol, que desempenham várias funções. para baixo ”na cachoeira.

O IP3 está envolvido na cascata de sinalização hormonal usada pelos sistemas de segundos mensageiros, como a adrenalina.

O inositol é um mensageiro solúvel que desempenha suas funções no citosol, enquanto o diacilglicerol é lipossolúvel e permanece preso na membrana, onde também funciona como mensageiro.

Da mesma forma, em plantas foi determinado que os derivados fosforilados do fosfatidilinositol também têm funções importantes nas cascatas de sinalização celular.

Referências

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