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Estudio de lípidos saponificables: glicerolípidos y esfingolípidos.

Los lípidos anfipáticos se pueden clasificar en función de la naturaleza del alcohol al que se encuentran unidos los ácidos grasos, y distingue dos grandes grupos:

  1. Los glicerolípidos, en los que los ácidos grasos están esterificados a los carbonos sn-1 y sn-2 del glicerol,
  2. Los esfingolípidos, en los que el ácido graso se une a la esfingosina, un alcohol nitrogenado de 18 átomos de carbono por un enlace amida.


GLICEROLÍPIDOS.

Los glicerolípidos son lípidos anfipáticos en los que está presente glicerol, al que se unen:

  1. Dos ácidos grasos por sendos enlaces éster, además de un aminoalcohol a través de un enlace fosfodiester (glicerofosfolípidos).
  2. Algún alqueno o alcano unido por enlace éter, además de un aminoalcohol a través de un enlace fosfodiester (ej. plasmalógenos).
  3. Dos ácidos grasos por sendos enlaces éster , además de galactosa o sulfogalactosa a través de un enlace glucosídico (ej. Galactolípidos y sulfolípidos).
  4. Dos ácidos grasos largos y ramificados unidos por sus dos extremos a dos moléculas de glicerol a través de enlaces éter (ej. Glicerol dialquil glicerol tetraéteres de las arqueobacterias).

Estos cuatro tipos de glicerolípidos forman parte de las membranas biológicas y todos ellos son moléculas anfipáticas.

A continuación describiremos la estructura de cada uno de estos 4 tipos de lípidos anfipáticos.



GLICEROLÍPIDOS: glicerofosfolípidos.

Los glicerofosfolípidos son lípidos de membrana en los que dos ácidos grasos están unidos por enlace éster al primer y segundo carbonos del glicerol, además de un grupo de cabeza polar o cargada unido por un enlace fosfodiester al tercer carbono. La naturaleza de este grupo de cabeza polar define los distintos tipos de glicerofosfolípidos:

PA (ácidos fosfatídicos),
PC (fosfatidil colinas),
PG (fosfatidilgliceroles),
PE (fosfatidiletanolaminas),
PS (fosfatidilserinas),
PI (fosfatidilinositoles),
Cardiolipinas.


Los ácidos grasos de los glicerofosfolípidos pueden ser muy variados, ello da lugar a distintas especies moleculares, y por eso hablamos p.ej. de fosfatidilcolinas, en plural. Los ácidos grasos más frecuentes en el C-1 tienen 16 o 18 carbonos y son saturados, mientras en el C-2 es frecuente encontrar un ácido graso insaturado de entre 18 y 20 carbonos.


Las enzimas capaces de hidrolizar este tipo de lípidos son las fosfolipasas. Se distinguen varios tipos:

  1. La fosfolipasa A1: hidroliza el ácido graso en posición C-1. Genera un lisoglicerolípido y un ácido graso.
  2. La fosfolipasa A2: hidroliza el ácido graso en posición C-2. Genera un lisoglicerolípido y un ácido graso.
  3. La fosfolipasa C : genera diacilglicerol por un lado y la cabeza polar (con el fosfato) por otro.
  4. La fosfolipasa D: Genera ácido fosfatídico por un lado y la cabeza polar (sin el fosfato) por otro.


GLICEROLÍPIDOS: tipo plasmalógenos.

En algunos tejidos animales y organismos unicelulares podemos encontrar lípidos en los que una de las dos cadenas de ác. graso está unida al glicerol por enlace éter.

La cadena unida por enlace éter puede ser saturada, o tener doble enlace entre C-1 y C-2, como ocurre en los plasmalógenos o en el factor activador de plaquetas.

El tejido cardiaco de vertebrados es rico en plasmalógenos, al igual que las membranas de ciertas bacterias y microorganismos.

Se desconoce la importancia de estos lípidos en las membranas, pero está claro que son resistentes a las fosfolipasas.




GLICEROLÍPIDOS: glicoglicerolípidos.

En la membrana tilacoidal interna de cloroplastos de plantas encontramos lípidos en los que uno o dos residuos de galactosa están unidos por un enlace glucosídico con el C-3 del 1,2-diacilglicerol.

Estos galactolípidos son probablemente los lípidos de membrana más abundantes de la biosfera.

En membranas vegetales también encontramos sulfolípidos, en los que un residuo de glucosa sulfonado se une por un enlace glucosídico al C-3 del 1,2-diacilglicerol.





GLICEROLÍPIDOS: glicerol dialquil glicerol tetraéteres de arqueobacterias.

La mayoría de las arqueobacterias viven en condiciones extremas (alta temperatura, bajo pH o alta fuerza iónica).

En su membrana se han descrito lípidos que contienen largas cadenas hidrocarbonadas ramificadas unidas en cada extremo al glicerol por enlaces éter, que son más estables a las condiciones extremas.

Unidos a los gliceroles de ambos extremos se encuentran moléculas de glicerol-3-P y secuencias de oligosacáridos.

Genéricamente se conoce a estos lípidos como glicerol dialquil glicerol tetraéteres.

Ejem.: 2,3-difitanil-sn-glicerol
Caldarqueol
Crenarqueol
glucosil-6-acetilgalactosil-caldarqueol






ESFINGOLÍPIDOS.

Los esfingolípidos están formados por una molécula del amino-alcohol esfingosina o alguno de sus derivados, una molécula de ácido graso unido al C-2 por enlace amida y una cabeza polar unida por enlace glucosídico en unos casos y por enlace fosfodiester en otros, al C-1.

La unión por enlace amida del ácido graso a la esfingosina da lugar a una molécula de ceramida.

Las ceramidas suelen contener ácidos grasos de cadena muy larga, como el lignocérico, el nervónico o cerebrónico.




Hay tres subclases de esfingolípidos y todas derivan de las ceramidas. Se diferencian en sus grupos de cabeza:

Esfingomielinas: contienen fosfocolina o fosfoetanolamina como grupo de cabeza polar unido al C-1 de la esfingosina por enlace éster. Son moléculas estructuralmente análogas a los glicerofosfolípidos.

Glucoesfingolípidos neutros, que tienen uno o más azúcares en su cabeza polar unidos al C-1 de la esfingosina a través de un enlace glucosídico.
En esta subclase de esfingolípidos diferenciamos a su vez dos subtipos:

  1. Cerebrósidos, que tienen un único azúcar (glucosa o galactosa).
  2. Globósidos, que contienen 2 o más azúcares, normalmente glucosa, galactosa o N-acetil-galactosamina.

Gangliósidos. Estructuralmente resultan ser los más complejos.

Sus grupos polares de cabeza están formados por oligosacáridos en los que hay uno o varios residuos de ácido N-acetilneuramínico (neu5Ac).

Este ácido aporta carga al gangliósido a pH 7.

Los gangliósidos con un residuo de ácido siálico forman la serie GM (M de mono-), los que tienen dos forman la serie GD, los que tienen tres forman la serie GT y así sucesivamente.




Preguntas relacionadas con los contenidos de esta página.
PREGUNTA 1: Glicerofosfolípidos.
¿Hay insaturaciones en los ácidos grasos que esterifican a PA, PC o PG? ¿En qué posición del glicerol-fosfato aparece esterificado el ácido graso insaturado? Indicar las novedades estructurales que aparecen en los PI y las cardiolipinas, si las comparamos con, por ejemplo, PA. Idem para los plasmalógenos, galactolípidos y sulfolípidos. Indicar las funciones de estos lípidos anfipáticos.
NOTA: Mirar página 41 para descripción de glicerolípidos. Mirar la página 19 para la función.

PREGUNTA 2: Fosfatidilcolina.
¿Sabrías identificar los ácidos grasos que tiene la PC representada en la pantalla del ordenador? Escribe su nombre y nomenclatura estándar.
NOTA: La numeración de los ácidos grasos empieza en el carbono carbonílico (C=O) que es por tanto el C1.

PREGUNTA 3: Esfingolípidos.
En relación con los esfingolípidos, indicar qué tipo de enlace se forma al construir una ceramida, señalando los identificadores de los átomos implicados. ¿Cuál es la diferencia con respecto a los enlaces que unen los ácidos grasos que constituyen los glicerolípidos (por ej. PC) al glicerol? ¿Y en el caso de los esfingolípidos? En el caso de los globósidos, señalar e identificar los átomos que intervienen en el enlace entre los dos azúcares. Indicar las funciones de estos lípidos anfipáticos.
NOTA: Mirar página 41 para descripción de esfingolípidos. Mirar la página 19 para la función.



Créditos

Dr. Gregorio Fernandez Ballester. (IBMC-UMH)

Dr. José Manuel González Mañas. (Unidad de Biofísica-UPV)

Dra. Pilar Roca. (Universitat de les Illes Baleares)

Dr. José Antonio Encinar. (IBMC-UMH)