Estrutura de cardiolipina, síntese, funções

O Cardiolipina, Também conhecido como defatidilglicerol, ele é um lipídio da família de gliceofosfolipídios e o grupo de poliglófosfolipídios. É encontrado na membrana mitocondrial de organismos eucarióticos, na membrana plasmática de muitas bactérias e também em alguns arcos.

Foi descoberto por Pangborn em 1942 a partir da análise dos lipídios da membrana do tecido cardíaco de um bovino. Sua estrutura foi proposta em 1956 e a síntese química ocorreu cerca de 10 anos depois.

Estrutura da cardiolipina (Fonte: Edgar181 [Domínio Público] via Wikimedia Commons)

Alguns autores consideram que sua presença é restrita a membranas produtoras de ATP, como é o caso das mitocôndrias em eucariotos, membranas plasmáticas em bactérias e hidrogenossomos (tais-mitocôndrias) em certos protistas.

O fato de que a cardiolipina está nas mitocôndrias e na membrana plasmática das bactérias tem sido usada para reforçar os fundamentos da teoria endossimbiótica, que estabelece que as mitocôndrias surgiram nas células progenitoras dos eucarióticos por fagocitose de um bacterium, que se depende de se depender a célula e vice -versa.

Sua rota biossintética em animais foi descrita entre 1970 e 1972 e, posteriormente, foi demonstrado que é a mesma rota que ocorre em plantas, leveduras, fungos e invertebrados. Não é um lipídio muito abundante, mas as células exigem que ela funcione corretamente.

A importância desse fosfolipídeo para as mitocôndrias e, portanto, para o metabolismo celular, é evidente quando o funcionamento defeituoso de rotas metabólicas associadas a ela produz uma patologia humana conhecida como síndrome de Barth (miopatia cardioosquelética).

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Estrutura

A cardiolipina ou desfospatidilglicerol é composta por dois ácidos fosfatídicos (fosfolipídios mais fáceis) ligados entre si através de uma molécula de glicerol.

O ácido fosfatídico, um dos intermediários comuns nas rotas biossintéticas de outros fosfolipídios, consiste em uma molécula de glicerol de 3 fosfato, na qual duas cadeias de ácidos graxos são esterificados nas posições dos carbonos 1 e 2, portanto, é conhecido como 1.2 -Diacilglicerol 3-fosfato.

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Portanto, a cardiolipina é composta por três moléculas de glicerol: um glicerol central, juntamente com um grupo fosfato no carbono 1, outro grupo de fosfato no carbono 3 e um grupo hidroxila no carbono 2; e dois gliceroles "laterais".

As duas moléculas de glicerol "lateral" se ligam à molécula central por "pontes de glicerol" através de seus carbonos na posição 3. Em carbonos de posições 1 e 2, duas cadeias de ácidos graxos e saturação variável têm esterificados.

A cardiolipina é um lipídeo que pode ou não formar bicapas, dependendo da presença ou ausência de cátions divalentes. Isso está relacionado ao fato de ser uma molécula simétrica, o que torna importante nas membranas responsáveis ​​pelos processos de transdução de energia.

Como os outros lipídios do grupo de poliglifosfolipídios, a cardiolipina possui vários grupos hidroxila que podem servir para a união de ácidos graxos. Portanto, possui vários estereoisômeros posicionais.

Seus ácidos graxos

Diferentes estudos determinaram que os ácidos graxos ligados às moléculas de glicerol lateral da cardiolipina são tipicamente insaturados, mas o grau de insaturação não foi determinado.

Então, esses ácidos graxos podem ter entre 14 e 22 carbonos de comprimento e de 0 a 6 ligações duplas. Isso e o fato de a cardiolipina ter quatro moléculas de gordura ligadas, implica que pode haver várias variáveis ​​e combinações desse fosfolipídeo.

Síntese

A biossíntese de cardiolipina, como era de se esperar, começa com a síntese de ácido fosfatídico ou 1.2-diacilglicerol 3-fosfato de glicerol 3-fosfato e ácidos graxos e ácidos graxos. Este processo ocorre nas mitocôndrias dos eucariotos e na membrana plasmática de bactérias.

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Síntese em eucariotos

Após a formação, o ácido fosfatídico reage com uma molécula de alta energia análoga a ATP: CTP. Em seguida, um intermediário, também de alta energia, é conhecido como fosfatidil-cmp. O grupo fosfatidil ativado é transferido para o grupo hidroxila na posição C1 da molécula central de glicerol que serve como um esqueleto.

Este processo resulta. Isso recebe outro grupo fosfatidil ativado de outra molécula de fosfatidil-cmp, uma reação catalisada por uma fosfatidiltransferase também conhecida como cardiolipina sintase.

A enzima sintase cardiolipina está na membrana mitocondrial interna e parece formar um grande complexo, pelo menos em leveduras. Seu gene é expresso em grandes quantidades em tecidos ricos em mitocôndrias, como o coração, o fígado e o músculo esquelético dos vertebrados.

A regulação de sua atividade depende, em grande parte, dos mesmos fatores de transcrição e fatores endócrinos que modulam a biogênese mitocondrial.

Uma vez sintetizado na membrana mitocondrial interna, a cardiolipina deve ser translocada para a membrana mitocondrial externa, de modo que uma série de processos topológicos na membrana seja dada e outros elementos estruturais do mesmo são acomodados.

Síntese em procariontes

O teor de cardiolipina nas bactérias pode ser muito variável e depende principalmente do estado fisiológico das células: geralmente é menos abundante na fase exponencial do crescimento e mais abundante quando há redução dela (na fase estacionária, por exemplo).

Sua rota biossintética pode ser filmada por diferentes estímulos estressantes, como déficit energético ou estresse osmótico.

Até a formação de fosfatidilglicerol, o processo em eucariotos e procariotos é equivalente, mas nos procariontes o fosfatidilglicerol recebe, por transcessesterificação, um grupo fosfatidil de outra molécula de fosfatidilglicerol. Esta reação é catalisada por uma enzima fosfolipase D, também conhecida como cardiolipina sintase.

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Esta reação é conhecida como reação "transfatidilação" (do inglês "Transpofosfatidilação "), Onde um dos fosfatidilgliceroles atua como um doador do grupo fosfatidil e o outro como aceitador.

Funções

As características físicas das moléculas de cardiolipina aparentemente permitem certas interações que desempenham funções importantes na organização estrutural das membranas onde são encontradas.

Entre essas funções estão a discriminação de alguns domínios de membrana, interação ou "reticulação" com proteínas do transmarket ou seus subdomínios, entre outros.

Graças às suas características físico -químicas, a cardiolipina é reconhecida como um lipídio que não forma bápara, mas cuja função pode ser a estabilização e "acomodar" as proteínas transmembranares em bicapas lipídicas.

Suas características elétricas, particularmente, dão funções nos processos de transferência de prótons que ocorrem nas mitocôndrias.

Embora as células possam sobreviver sem esse fosfolipídeo, alguns estudos determinaram que é necessário para o funcionamento ideal deles.

Referências

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