El desmosterol (Cholesta-5,24-dien-3β-ol) es un lípido presente en la membrana del fitoplancton y un producto intermedio en la síntesis de colesterol en células de mamíferos. [1] Estructuralmente, el desmosterol tiene una estructura similar al colesterol , con la excepción de un doble enlace adicional en la estructura del desmosterol.
La similitud se puede ver biológicamente a través de la síntesis de colesterol en el cuerpo humano, ya que el desmosterol es el precursor inmediato del colesterol en la vía de Bloch. [2] El desmosterol se acumula en la desmosterolisis y sufre una reducción con el catalizador 24-dehidrocolesterol reductasa para formar colesterol. [3]
En 2014, el desmosterol fue nombrado Molécula del Año 2012 por la Sociedad Internacional de Protocolos e Investigaciones de Biotecnología y Biología Molecular y Celular ( ISMCBBPR ). [4]
El desmosterol se clasifica como un colestadienol, un subgrupo de un grupo más amplio conocido de esteroles , que se encuentran naturalmente en eucariotas. La presencia de desmosterol en océanos y lagos tiene el potencial de diagnosticar condiciones anóxicas y estudiar las tendencias en la química de esteroides durante las primeras etapas de la diagénesis . [5] Se ha encontrado desmosterol en altos rendimientos en muestras de Rhizosolenia setigera (Brightwell) en Svalbard occidental, [6] y en sedimentos superficiales de la interfaz sedimento-agua de la Plataforma Peruana. [5]
En 1955, el desmosterol fue descrito y aislado por primera vez a partir de esterol de embrión de pollo con un rendimiento del 2% y fue postulado como un precursor biológico del colesterol por Stokes et al. [7] El primer aislamiento conocido de desmosterol en invertebrados fue publicado en 1957 por Fagerlund e Idler. [8] Este nuevo esterol fue aislado en grandes cantidades de balanus glandula , una especie de percebe que se encuentra en la costa del Pacífico de América del Norte. Además, se han encontrado pequeñas cantidades de desmosterol en otros crustáceos como langosta y camarón en las especies homarus americanus y pandalus borealis . Esto refuerza la conclusión de que el desmosterol debe crearse de forma exógena, ya que no se ha visto que los crustáceos biosinteticen esteroles. [9]
El desmosterol se ha encontrado ampliamente en una gran población de invertebrados marinos. Las principales fuentes incluyen percebes , [8] algas rojas , [10] anélidos , [11] y moluscos . [12] Esto ha llevado a la idea de un origen exógeno del desmosterol en el fitoplancton. En 1967, el desmosterol también se identificó en grandes porcentajes en las algas rojas Laurencia pinnatifida , Polusiphonia nigrescens, Porphyra purpurea y Dulse (Rhodymenia palmata) después de haber sido detectado previamente.
En el artículo de 1968 de Idler, Saito y Wiseman, [10] se analizaron muestras de dulse y se determinaron los esteroles presentes mediante cromatografía de gas líquido . Las muestras se recogieron cerca de Grand Manan Island, Nueva York, en 1964 y 1965, y mostraron una diferencia significativa en la presencia de desmosterol. Las muestras 1 y 2 eran de la misma fuente, al igual que las muestras 3 y 4, y todas las muestras se recolectaron en diferentes momentos. Las muestras 2, 3 y 4 tenían el esterol principal como desmosterol, en comparación con la muestra 1, donde el esterol principal era el colesterol. [10] Esto indica una diferencia del 70% en la composición de desmosterol en las muestras de esterol (1 y 2) durante un período de un año. No ha habido evidencia concluyente para demostrar si se produce una variación estacional de los esteroles en los percebes.
Existen dos vías principales para la biosíntesis del colesterol: la vía de Kandutsch-Russell y la vía de Bloch. [13] La vía de Bloch, llamada así por Konrad Bloch , se produce de forma natural junto con la vía del mevalonato en los seres humanos dentro de la célula. El descubrimiento de esta vía llevó a Bloch, junto con Feodor Lynen , a recibir el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1964. El premio se otorgó "por sus descubrimientos sobre el mecanismo y la regulación del metabolismo del colesterol y los ácidos grasos". [14]
Se ha observado que el desmosterol está presente en las esponjas marinas como biomarcador . Sin embargo, las esteroles 24-C-metiltransferasas simbiontes bacterianas son capaces de alquilar el desmosterol a otros biomarcadores de las esponjas, el 24-isopropenilcolesterol y el 24-isopropilidenocolesterol. [15] Hay datos insignificantes que muestran que el desmosterol tiene un buen potencial de conservación .
Como biomarcador, el desmosterol es importante para las diatomeas Chaetoceros calcitrans [16] y R. setigera y N. closterium [17], así como para Rhodophyceae . [18] Sin embargo, el desmosterol tiene el potencial de ser utilizado como un marcador taxonómico para las diatomeas donde existe como el esterol dominante, como en Rhizosolenia . [17]
El desmosterol se ha utilizado como biomarcador de la presencia de copépodos . La floración fitoplanctónica de P. Pouchetii y Thalassiosira decipiens resultó en bajas cantidades de desmosterol en los niveles máximos de clorofila, lo que indica la baja abundancia y la eliminación eficiente de copépodos en estos fitoplancton. [19]
Las diatomeas y los silicoflagelados son clases de fitoplancton presentes en el material sedimentario de la interfase sedimento-agua en la región de la Plataforma Peruana. [5] El análisis mineralógico de este material sedimentario sugirió grandes volúmenes de fitoplancton. Investigadores de la Universidad de Bristol examinaron la composición de esteroles de estas rocas sedimentarias que han sufrido una pérdida de oxígeno, lo que ha dado lugar a condiciones anóxicas. Estas condiciones han mejorado la conservación de los lípidos presentes durante el tiempo de formación, alrededor de un año antes, y han limitado la degradación de estos compuestos.
El desmosterol se ha identificado más comúnmente a través de constantes químicas, ozonólisis , espectroscopia infrarroja , RMN y técnicas de espectrometría de masas . [10] El uso de cromatografía de capa fina y de gas-líquido para medir el desmosterol es menos común con el desarrollo de técnicas más avanzadas.
Las muestras de fuentes de agua se extraen primero y se purifican parcialmente antes del análisis. Los esteroles suelen derivatizarse primero después de la purificación. Los extractos lipídicos se pueden separar en sus fragmentos mediante ionización utilizando cromatografía de gases seguida de un análisis de espectroscopia de masas. El desmosterol tiene un pico m/z característico de 384, como se ve en los espectros de masas. [6]
El desmosterol se ha identificado mediante ozonólisis de la muestra, con un producto de ozonólisis de desmosterol que tiene un punto de fusión de 128 °C y un valor Rf de 0,31 con cromatografía en papel con n-hexano y N,N-dimetilformamida. El producto de ozonólisis también tiene proporciones C: 45,68; H: 4,45; N: 23,21. [10]