Fosfoglicerídeos: estrutura, funções e exemplos - Ciência - 2023

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o fosfoglicerídeos ou os glicerofosfolipídios são moléculas de natureza lipídica abundantes nas membranas biológicas. Uma molécula de fosfolipídio é composta de quatro componentes básicos: ácidos graxos, um esqueleto ligado ao ácido graxo, um fosfato e um álcool ligado a este.

Geralmente, no carbono 1 do glicerol há um ácido graxo saturado (apenas ligações simples), enquanto no carbono 2 o ácido graxo é do tipo insaturado (ligações duplas ou triplas entre os carbonos).

Entre os fosfoglicerídeos mais proeminentes nas membranas celulares temos: esfingomielina, fosfatidilinositol, fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina.

Os alimentos ricos nessas moléculas biológicas são as carnes brancas, como peixes, gemas de ovo, algumas carnes orgânicas, mariscos e nozes, entre outras.

Estrutura

Componentes de um fosfoglicerídeo

Um fosfoglicerídeo é composto de quatro elementos estruturais básicos. O primeiro é um esqueleto ao qual os ácidos graxos, um fosfato e um álcool estão ligados - o último está ligado ao fosfato.

A espinha dorsal dos fosfoglicerídeos pode ser formada por glicerol ou esfingosina. O primeiro é um álcool de três carbonos, enquanto o último é outro álcool com uma estrutura mais complexa.

No glicerol, os grupos hidroxila nos carbonos 1 e 2 são esterificados por dois grupos carboxila de cadeia grande de ácidos graxos. O carbono ausente, localizado na posição 3, é esterificado com ácido fosfórico.

Embora o glicerol não possua um carbono assimétrico, os carbonos alfa não são estereoquimicamente idênticos. Assim, a esterificação de um fosfato no carbono correspondente confere assimetria à molécula.

Características dos ácidos graxos em fosfoglicerídeos

Os ácidos graxos são moléculas compostas de cadeias de hidrocarbonetos de comprimento e grau de insaturação variáveis e terminam em um grupo carboxila. Essas características variam consideravelmente e determinam suas propriedades.

A cadeia do ácido graxo é linear se for do tipo saturada ou se for insaturada na posição trans. Em contraste, a presença de uma dupla ligação do tipo cis cria uma torção na cadeia, de modo que não precisa mais ser representada linearmente, como costuma acontecer.

Os ácidos graxos com ligações duplas ou triplas influenciam significativamente o estado e as características físico-químicas das membranas biológicas.

Propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas

Cada um dos elementos mencionados difere em suas propriedades hidrofóbicas. Os ácidos graxos, sendo lipídios, são hidrofóbicos ou apolares, o que significa que não se misturam com água.

Em contraste, o resto dos elementos dos fosfolipídios permitem que eles interajam em um ambiente, graças às suas propriedades polares ou hidrofílicas.

Dessa forma, os fosfoglicerídeos são classificados como moléculas anfipáticas, o que significa que uma extremidade é polar e a outra apolar.

Podemos usar a analogia de uma partida ou uma partida. A cabeça do fósforo representa a cabeça polar formada pelo fosfato carregado e suas substituições no grupo fosfato. O prolongamento do fósforo é representado por uma cauda apolar, formada por cadeias de hidrocarbonetos.

Grupos de natureza polar são carregados em pH 7, com carga negativa. Isso se deve ao fenômeno de ionização do grupo fosfato, que possui uma pk perto de 2, e as cargas dos grupos esterificados. O número de cargas depende do tipo de fosfoglicerídeo estudado.

Características

Estrutura das membranas biológicas

Os lipídios são biomoléculas hidrofóbicas que apresentam solubilidade em solventes orgânicos - como o clorofórmio, por exemplo.

Essas moléculas têm uma ampla variedade de funções: desempenham um papel como combustíveis, armazenando energia concentrada; como moléculas de sinalização; e como componentes estruturais de membranas biológicas.

Na natureza, o grupo de lipídios mais abundante que existe são os fosfoglicerídeos. Sua principal função é estrutural, uma vez que fazem parte de todas as membranas celulares.

As membranas biológicas são agrupadas na forma de uma camada dupla. O que significa que os lipídios são agrupados em duas camadas, onde suas caudas hidrofóbicas estão voltadas para o interior da bicamada e as cabeças polares voltadas para o exterior e o interior da célula.

Essas estruturas são cruciais. Eles delimitam a célula e são responsáveis pela troca de substâncias com outras células e com o meio extracelular. No entanto, as membranas contêm outras moléculas lipídicas além dos fosfoglicerídeos, e também moléculas de proteínas que medeiam o transporte ativo e passivo de substâncias.

Funções secundárias

Além de fazerem parte das membranas biológicas, os fosfoglicerídeos estão associados a outras funções no ambiente celular. Alguns lipídios muito específicos fazem parte das membranas de mielina, a substância que recobre os nervos.

Alguns podem atuar como mensagens na captura e transmissão de sinais para o ambiente celular.

Metabolismo

Síntese

A síntese de fosfoglicerídeos é realizada a partir de metabólitos intermediários como a molécula de ácido fosfatídico e também triacilgliceróis.

Um nucleotídeo CTP ativado (trifosfato de citidina) forma um intermediário chamado CDP-diacilglicerol, onde a reação de pirofosfato favorece a reação à direita.

A porção chamada fosfatidil reage com certos álcoois.O produto dessa reação são os fosfoglicerídeos, incluindo fosfatidilserina ou fosfatidil inositol. A fosfatidiletanolamina ou fosfatidilcolina podem ser obtidas a partir da fosfatidilserina.

No entanto, existem rotas alternativas para sintetizar os últimos fosfoglicerídeos mencionados. Esta via envolve a ativação da colina ou etanolamina pela ligação ao CTP.

Posteriormente, ocorre uma reação que os une ao fosfatidato, obtendo-se fosfatidiletanolamina ou fosfatidilcolina como produto final.

Degradação

A degradação dos fosfoglicerídeos é realizada por enzimas chamadas fosfolipases. A reação envolve a liberação de ácidos graxos que compõem os fosfoglicerídeos. Em todos os tecidos dos organismos vivos, essa reação ocorre constantemente.

Existem vários tipos de fosfolipases e são classificadas de acordo com o ácido graxo que são liberadas. Seguindo este sistema de classificação, distinguimos entre as lipases A1, A2, C e D.

As fosfolipases são ubíquas na natureza e as encontramos em diferentes entidades biológicas. Suco intestinal, secreções de certas bactérias e veneno de cobra são exemplos de substâncias com alto teor de fosfolipases.

O produto final dessas reações de degradação é o glicerol-3-fosfato. Assim, esses produtos liberados mais os ácidos graxos livres podem ser reutilizados para sintetizar novos fosfolipídios ou ser direcionados para outras vias metabólicas.

Exemplos

Fosfatidato

O composto descrito acima é o fosfoglicerídeo mais simples e é denominado fosfatidato, ou também diacilglicerol 3-fosfato. Embora não seja muito abundante no meio fisiológico, é um elemento chave para a síntese de moléculas mais complexas.

Fosfoglicerídeos derivados de fosfatidato

A partir da molécula de fosfoglicerídeo mais simples, pode ocorrer a biossíntese de elementos mais complexos, com papéis biológicos muito importantes.

O grupo fosfato do fosfatidato é esterificado com o grupo hidroxila dos álcoois - pode ser um ou mais. Os álcoois mais comuns de folfoglicerídeos são serina, etanolamina, colina, glicerol e inositol. Esses derivados serão descritos abaixo:

Fosfatidiletanolamina

Nas membranas celulares que fazem parte dos tecidos humanos, a fosfatidiletanolamina é um componente proeminente dessas estruturas.

É composto por um álcool esterificado por ácidos graxos nas hidroxilas localizadas nas posições 1 e 2, enquanto na posição 3 encontramos um grupo fosfato, esterificado com o aminoálcool etanolamina.

Fosfatidilserina

Geralmente, esse fosfoglicerídeo é encontrado na monocamada voltada para o interior - ou seja, o lado citosólico - das células. Durante o processo de morte celular programada, a distribuição da fosfatidilserina muda e é encontrada em toda a superfície celular.

Fosfatidilinositol

O fosfatidilinositol é um fosfolipídio que se encontra em baixas proporções tanto na membrana celular quanto nas membranas dos componentes subcelulares. Foi descoberto que ele participa de eventos de comunicação celular, causando mudanças no ambiente interno da célula.

Esfingomielina

No grupo dos fosfolipídios, a esfingomielina é o único fosfolipídio presente nas membranas cuja estrutura não é derivada do álcool glicerol. Em vez disso, o esqueleto é feito de esfingosina.

Estruturalmente, este último composto pertence ao grupo dos aminoálcoois e possui uma longa cadeia carbonada com ligações duplas.

Nesta molécula, o grupo amino na estrutura está ligado a um ácido graxo por meio de uma ligação do tipo amida. Juntos, o grupo hidroxila primário do esqueleto é esterificado em fosfotilcolina.

Plasmalogênios

Plasmalogênios são fosfoglicerídeos com cabeças formadas principalmente de etanolamina, colina e serina. As funções dessas moléculas não foram totalmente elucidadas e há poucas informações sobre elas na literatura.

Como o grupo do éter vinílico é facilmente oxidado, os plasmalogênios são capazes de reagir com os radicais livres de oxigênio. Essas substâncias são produtos do metabolismo celular médio e foram descobertas que danificam os componentes celulares. Além disso, também têm sido relacionados aos processos de envelhecimento.

Portanto, uma possível função dos plasmalogênios é capturar os radicais livres que podem ter efeitos potencialmente negativos na integridade celular.

Referências

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