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Glicerol 3-fosfato

El sn -glicerol 3-fosfato [a] [b] es el ion orgánico con la fórmula HOCH 2 CH(OH)CH 2 OPO 3 2- . Es uno de los dos estereoisómeros del éster de ácido fosfórico dibásico (HOPO 3 2- ) y glicerol . Es un componente de los glicerofosfolípidos bacterianos y eucariotas . [2] Por una razón histórica, también se le conoce como L -glicerol 3-fosfato , D -glicerol 1-fosfato , ácido L -α-glicerofosfórico .

Biosíntesis

El glicerol 3-fosfato se sintetiza mediante la reducción de la dihidroxiacetona fosfato (DHAP), un intermediario de la glucólisis . La reducción es catalizada por la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa . La DHAP y, por lo tanto, el glicerol 3-fosfato también se pueden sintetizar a partir de aminoácidos e intermediarios del ciclo del ácido cítrico a través de la vía de la gliceroneogénesis .

DHA+ NAD(P)H+H +G1P+ NAD(P) +

También se sintetiza por fosforilación del glicerol , que se genera por hidrólisis de las grasas . Esta esterificación es catalizada por la glicerol quinasa .

Glicerol+ ATP →G3P+ ADP

Metabolismo y función biológica

Los glicerofosfolípidos tienen tres componentes: grupos lipídicos de ácidos grasos (naranja), cadena principal de glicerol (blanco) y éster de 3-fosfato (verde).

El glicerol 3-fosfato es un material de partida para la síntesis de novo de glicerolípidos . En eucariotas , primero se acila en su posición sn -1 por una enzima de la membrana mitocondrial o del RE, la glicerol-3-fosfato O-aciltransferasa . Posteriormente, se instala un segundo grupo acilo en la posición sn -2, lo que produce ácidos fosfatídicos .

G1P+ Acil-CoAÁcido lisofosfatídico + CoA

La glicerol-1-fosfatasa cataliza la hidrólisis del glicerol 3-fosfato para regenerar el glicerol , lo que permite la fermentación del glicerol para producir glicerol a partir de la glucosa a través de la vía de la glucólisis. Varios organismos expresan esta enzima. [2]

G3P+ H2OGlicerol+ Pi

Sistema de lanzadera

Las glicerol-3-fosfato deshidrogenasas se encuentran tanto en el citosol como en la cara intermembrana de la membrana interna mitocondrial . El glicerol-3-fosfato (G3P) y el fosfato de dihidroxiacetona (DHAP) son moléculas tan pequeñas que pueden atravesar la membrana externa mitocondrial a través de porinas y transportarse entre dos deshidrogenasas. Mediante este sistema de transporte, el NADH generado por los metabolismos citosólicos, incluida la glucólisis, se reoxida a NAD +, lo que reduce la DHAP a G3P, y el equivalente reductor se puede utilizar para generar un gradiente de protones a través de la membrana interna mitocondrial mediante el acoplamiento y la oxidación de G3P y la reducción de la quinona .

La lanzadera de glicerol 3-fosfato es un sistema de respaldo de emergencia para satisfacer la demanda de energía de las neuronas . [3]

Desfosforilación

En 2015 se descubrió que el glicerol-3-fosfato es un sustrato para la enzima fosfoglicolato fosfatasa (PGP o G3PP) en mamíferos. [2] Posteriormente se sugirió que la actividad de G3PP tiene un papel regulador en el metabolismo central [2] y la respuesta al estrés. [4]

Glicerol 1-fosfato

El glicerol 1-fosfato , a veces llamado D -glicerol 3-fosfato, es el enantiómero del glicerol 3-fosfato. Los eucariotas utilizan la configuración 3-fosfato, o L , para la estructura principal de glicerolípidos. El 1-fosfato se encuentra específicamente en los lípidos de las arqueas. [5]

Notas

  1. ^ Este artículo utiliza numeración estereoespecífica donde la estereoconfiguración no se especifica explícitamente.
  2. ^ Otros nombres igualmente apropiados en el contexto bioquímico incluyen glicerol-3-fosfato , 3- O -fosfonoglicerol , 3-fosfoglicerol [1] y Gro3P .
  1. ^ GP Moss (ed.). "Nomenclatura de compuestos de importancia bioquímica que contienen fósforo". Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2016. Consultado el 20 de mayo de 2015 .
  2. ^ abcd Mugabo Y, Zhao S, Seifried A, Gezzar S, Al-Mass A, Zhang D, Lamontagne J, Attane C, Poursharifi P, Iglesias J, Joly E, Peyot ML, Gohla A, Murthy Madiraju SR, Prentki M (enero de 2016). "Identificación de una fosfatasa de glicerol-3-fosfato de mamíferos: papel en el metabolismo y la señalización en las células β pancreáticas y los hepatocitos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 113 (4): E430–E439. doi : 10.1073/pnas.1514375113 . PMC 4743820 . PMID  26755581. 
  3. ^ "Descubren un sistema de respaldo neuronal". 30 de agosto de 2022.
  4. ^ Possik E, Schmitt C, Al-Mass A, Bai Y, Cote L, Morin J, Erb H, Oppong A, Kahloan W, Parker JA, Murthy Madiraju SR, Prentki M (enero de 2022). "Los homólogos de la fosfatasa de fosfoglicolato actúan como fosfatasa de glicerol-3-fosfato para controlar el estrés y la longevidad en C. elegans". Nature Communications . 177 (1): E177. doi :10.1038/s41467-021-27803-6. PMC 8752807 . PMID  35017476. 
  5. ^ Caforio, Antonella; Driessen, Arnold JM (2017). "Fosfolípidos de arqueas: propiedades estructurales y biosíntesis" (PDF) . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biología molecular y celular de lípidos . 1862 (11): 1325-1339. doi :10.1016/j.bbalip.2016.12.006. PMID  28007654.