El ácido α-parinárico es un ácido graso poliinsaturado conjugado . Descubierto por Tsujimoto y Koyanagi en 1933, [1] contiene 18 átomos de carbono y 4 enlaces dobles conjugados . La estructura repetida de enlace simple - enlace doble del ácido α-parinárico lo distingue estructural y químicamente de la disposición habitual "metileno-interrumpida" de los ácidos grasos poliinsaturados que tienen enlaces dobles y enlaces simples separados por una unidad de metileno (−CH 2 −). Debido a las propiedades fluorescentes conferidas por los enlaces dobles alternados, el ácido α-parinárico se utiliza comúnmente como sonda molecular en el estudio de biomembranas .
El ácido α-parinárico se encuentra de forma natural en las semillas del árbol makita ( Parinari laurina ), un árbol que se encuentra en Fiji y otras islas del Pacífico . Las semillas de Makita contienen alrededor de un 46% de ácido α-parinárico, un 34% de ácido α-eleosteárico como componentes principales, con cantidades menores de ácidos grasos saturados , ácido oleico y ácido linoleico . [2] El ácido α-parinárico también se encuentra en el aceite de semilla de Impatiens balsamina , un miembro de la familia Balsaminaceae . Los principales ácidos grasos de Impatiens balsamina son 4,7% de ácido palmítico , 5,8% de ácido esteárico , 2,8 % de ácido araquídico , 18,3% de ácido oleico, 9,2% de ácido linoleico, 30,1% de ácido linolénico y 29,1% de ácido α-parinárico. [3] También está presente en el hongo Clavulina cristata , [4] y en la planta Sebastiana brasiliensis (familia Euphorbiaceae ). [5]
El mecanismo bioquímico por el cual se forma el ácido α-parinárico en la planta Impatiens balsamina fue elaborado utilizando técnicas de biología molecular . La enzima responsable de la creación de los dobles enlaces conjugados fue identificada utilizando etiquetas de secuencia expresada , y llamada "conjugasa". Esta enzima está relacionada con la familia de enzimas desaturasas de ácidos grasos responsables de colocar dobles enlaces en los ácidos grasos. [6]
El ácido α-parinárico se puede sintetizar químicamente utilizando ácido α-linolénico como compuesto de partida. Esta síntesis permite la transformación de los dobles enlaces cis interrumpidos por metileno de los 1,4,7-octatrienos de ácidos grasos poliinsaturados naturales en 1,3,5,7-octatetraenos con un alto rendimiento. [7] Más recientemente (2008), Lee et al. informaron sobre una síntesis química simple y eficiente utilizando un método de diseño modular llamado acoplamiento cruzado iterativo. [8]
Tanto los isómeros alfa como beta (todos trans ) del ácido parinárico se utilizan como sondas moleculares de interacciones lípido-lípido, mediante el seguimiento de las transiciones de fase en las membranas lipídicas de bicapa. [9] Se ha demostrado que el ácido α-parinárico se integra normalmente en la bicapa de fosfolípidos de las células de mamíferos, [10] el tejido nervioso, [11] con efectos mínimos en las propiedades biofísicas de la membrana. Las interacciones moleculares con los lípidos de membrana vecinos afectarán la fluorescencia del ácido α-parinárico de formas predecibles, y los cambios sutiles posteriores en las intensidades de energía pueden medirse espectroscópicamente .
Los investigadores han hecho un buen uso del ácido α-parinárico en el estudio de la biofísica de membranas. Por ejemplo, se utilizó para ayudar a establecer la existencia de un "gradiente de fluidez" a lo largo de la bicapa de membrana de algunas células tumorales : la monocapa interna de la membrana es menos fluida que la monocapa externa. [12]
El ácido α-parinárico también se utiliza como cromóforo para estudiar las interacciones entre las proteínas de membrana y los lípidos. Debido a la similitud del ácido α-parinárico con los lípidos de membrana normales, tiene una influencia perturbadora mínima. [13] Al medir los cambios en el espectro de absorción , la mejora de la fluorescencia del ácido α-parinárico , el dicroísmo circular inducido y la transferencia de energía entre los aminoácidos triptófano en la proteína y el cromóforo unido, se puede obtener información sobre las interacciones moleculares entre la proteína y el lípido. [13] Por ejemplo, esta técnica se utiliza para investigar cómo los ácidos grasos se unen a la albúmina sérica (una proteína sanguínea muy abundante), [14] [15] los procesos de transporte de lípidos, incluida la caracterización estructural de las lipoproteínas , [16] y las proteínas de transferencia de fosfolípidos . [17]
Las concentraciones de ácidos grasos en el suero sanguíneo o el plasma se pueden medir utilizando ácido α-parinárico, que competirá por los sitios de unión en la albúmina sérica. [18]
El ácido α-parinárico se ha utilizado para estudiar la hidrofobicidad y las características espumantes de las proteínas alimentarias, [19] [20] así como la estabilidad de la espuma de la cerveza. [21] En esta última investigación, se utilizó ácido α-parinárico en un ensayo fluorescente para evaluar el potencial de unión a lípidos de las proteínas en la cerveza, ya que estas proteínas ayudan a proteger la cerveza de los ácidos grasos de cadena media y larga que reducen la espuma.
El ácido α-parinárico es citotóxico para las células de leucemia humana en cultivos celulares en concentraciones de 5 μM o menos, al sensibilizar las células tumorales a la peroxidación lipídica , el proceso en el que los radicales libres reaccionan con los electrones de los lípidos de la membrana celular, lo que provoca daño celular. [22] Es igualmente citotóxico para los gliomas malignos cultivados en cultivos celulares. [23] Los astrocitos normales (no tumorales) cultivados en cultivos son mucho menos sensibles a los efectos citotóxicos del ácido α-parinárico. [23] Esta toxicidad preferencial hacia las células tumorales se debe a una regulación diferencial de la quinasa N-terminal c-Jun y los factores de transcripción forkhead entre células malignas y normales. [24]