Дигліцерид

Загальна хімічна структура 1,2-діагліцерину (верх) та 1,3-діагліцерину (низ), де R1 and R2 це бічні зв'язки жирних кислот

Дигліцерид або діацилгліцерин (DAG), зустрічається також назва діацилгліцерол[1] — гліцерид, що складається з двох ланцюгів жирних кислот, ковалентно зв'язаних із молекулою гліцерину за допомогою складноестрених зв'язків[2]. Існують дві можливі форми дигліцериду: 1,2-діацилгліцерини та 1,3-діацилгліцерини. Дигліцериди є природними компонентами харчових жирів, хоча й менш значними порівняно з тригліцеридами[3].

DAG мають властивості поверхнево-активних речовин, тому зазвичай використовуються як емульгатори в готових харчових продуктах. Масло, збагачене дигліцеридом (зокрема, 1,3-DAG) вивчали як замінник жиру через його здатність пригнічувати накопичення жиру в організмі[4][5]. Річний продаж цього продукту становив приблизно 200 мільйонів доларів США в Японії з моменту його появи наприкінці 1990-х років і до 2009 року[4].

Виробництво

Дигліцериди є другорядним компонентом багатьох насіннєвих олій, де їх вміст складає ~1—6 % або у випадку бавовняної олії до 10 %[6]. У промисловості дигліцерид виробляють шляхом гліцеролізу між тригліцеридами та гліцерином. Сировиною для виробництва можуть бути як рослинні олії, так і тваринні жири[7].

Харчова добавка

Дигліцериди, зазвичай у суміші з моногліцеридами (E471), це харчові добавки, які використовують як емульгатори. Значення загального вмісту жиру, насиченого жиру та трансжиру, наведені на харчових етикетках, не включають вміст моно- та дигліцеридів. Дигліцериди часто додають до складу хлібобулочних виробів, напоїв, морозива, арахісового масла, жувальної гумки, жиру, збитих начинок, маргарину, кондитерських виробів і деяких закусок, таких як чіпси Pringles.

Біологічні функції

Активація протеїнкінази С

Розщеплення PIP2 до IP3 у клітинній мембрані. Дигліцерид (DAG) ініціює внутрішньоклітинне вивільнення кальцію та активацію протеїнкінази С (PKC). Примітка: Фосфоліпаза С (PLC) не є проміжною ланкою, як це зображено, а фактично прискорює розділення IP3/DAG

У біохімічній передачі сигналів дигліцерид євторинним сигнальним ліпідом та продуктом гідролізу ферментом фосфоліпазою C (PLC) (мембранний фермент) фосфоліпіду фосфатидилінозитол 4,5-бісфосфату (PIP2), який, через таку саму реакцію утворює інозитолтрифосфат (IP3). Хоча інозитолтрифосфат дифундує в цитозоль, дигліцерид залишається всередині плазматичної мембрани завдяки своїм гідрофобним властивостям. IP3 стимулює вивільнення іонів кальцію з гладкого ендоплазматичного ретикулуму, тоді як дигліцерид є фізіологічним активатором протеїнкінази С (PKC). Продукція дигліцериду в мембрані полегшує перехід протеїнкінази С з цитозолю в плазматичну мембрану.

Активація Munc13

Дигліцерид позитивно впливає на вивільнення везикул шляхом взаємодії з сімейством білків пресинаптичного праймування Munc13. Зв'язування дигліцериду з доменом C1 Munc13 підвищує здатність злиття синаптичних пухирців (везикул), а це посилює їх вивільнення.

Дигліцерид можна імітувати сполуками, що сприяють розвитку пухлин, форболовими естерами[8].

Інші функції

Окрім активації протеїнкінази С, дигліцерид має ряд інших функцій у клітині:

Метаболізм

гліцерин-3-фосфат

Синтез дигліцериду починається з гліцерин-3-фосфату, який утворюється переважно з дигідроксіацетонфосфату, що є продуктом гліколізу (зазвичай у цитоплазмі клітин печінки або жирової тканини). Гліцерол-3-фосфат спочатку ацилюється ацил-коензимом А (ацил-КоА) з утворенням лізофосфатидної кислоти, яка потім ацилюється іншою молекулою ацил-КоА з утворенням фосфатидної кислоти . Фосфатидна кислота потім дефосфорилюється з утворенням власне дигліцериду.

Харчовий жир переважно складається з тригліцеридів . Проте тригліцериди не можуть засвоюватися травною системою, тому спочатку вони ферментативно перетравлюються до моноацилгліцерину, дигліцериду або вільних жирних кислот. Дигліцерид є попередником триацилгліцерину (тригліцериду), який утворюється при додаванні третьої жирної кислоти до дигліцериду з дією ферменту дигліцерид ацилтрансферази.

Оскільки дигліцерид синтезується за допомогою фосфатидної кислоти, то має у складі насичену жирну кислоту в положенні С-1 гліцеринового фрагмента та ненасичену жирну кислоту в положенні С-2[9].

Дигліцерид фосфорилюється до фосфатидної кислоти ферментом діацилгліцеринкіназою .

Інсулінорезистентність

Активація PKC-θ дигліцеридом може викликати резистентність до інсуліну в м'язах через зниження активності ферменту PI3K, пов'язаного з білком IRS1[10]. Подібним чином, активація PKCε дигліцеридом може спричинити резистентність до інсуліну в печінці[10][11].

Див. також

Список літератури

  1. ↑ ФОСФОЛІПІДИ. Фармацевтична енциклопедія (укр.). Процитовано 11 лютого 2024.
  2. ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Редагована онлайн версія: (2006–) "glycerides". DOI:10.1351/goldbook.G02647 (англ.)
  3. ↑ Toxicological evaluation of some food additives including anticaking agents, antimicrobials, antioxidants, emulsifiers and thickening agents. World Health Organization.
  4. ↑ а б Phuah, Eng-Tong; Tang, Teck-Kim; Lee, Yee-Ying та ін. (2015). Review on the Current State of Diacylglycerol Production Using Enzymatic Approach (PDF). Food and Bioprocess Technology. 8 (6): 1169—1186. doi:10.1007/s11947-015-1505-0. ISSN 1935-5130.
  5. ↑ Lo, Seong-Koon; Tan, Chin-Ping; Long, Kamariah та ін. (2008). Diacylglycerol Oil—Properties, Processes and Products: A Review (PDF). Food and Bioprocess Technology. 1 (3): 223—233. doi:10.1007/s11947-007-0049-3. ISSN 1935-5130.
  6. ↑ Flickinger, Brent D.; Matsuo, Noboru (February 2003). Nutritional characteristics of DAG oil. Lipids. 38 (2): 129—132. doi:10.1007/s11745-003-1042-8. PMID 12733744.
  7. ↑ Sonntag, Norman O. V. (1982). Glycerolysis of fats and methyl esters — Status, review and critique. Journal of the American Oil Chemists' Society. 59 (10): 795A—802A. doi:10.1007/BF02634442. ISSN 0003-021X.
  8. ↑ Blumberg, Peter M. (1988). Protein Kinase C as the Receptor for the Phorbol Ester Tumor Promoters: Sixth Rhoads Memorial Award Lecture. Cancer Research. 48 (1): 1—8. PMID 3275491.
  9. ↑ Biochemistry (вид. 6th). San Francisco: W. H. Freeman. 2006. ISBN 0-7167-8724-5.
  10. ↑ а б Erion DM, Shulman GI (2010). Diacylglycerol-mediated insulin resistance. Nature Medicine. 16 (4): 400—402. doi:10.1038/nm0410-400. PMC 3730126. PMID 20376053.
  11. ↑ Petersen MC, Madiraju AK, Gassaway BM та ін. (2016). Insulin receptor Thr1160 phosphorylation mediates lipid-induced hepatic insulin resistance. Journal of Clinical Investigation. 126 (11): 4361—4371. doi:10.1172/JCI86013. PMC 5096902. PMID 27760050.