Ácido α-parinárico
Ácido α-parinárico
Fórmula estructural del ácido α-parinárico
Modelo de relleno espacial de la molécula de ácido α-parinárico
Nombres
Nombre IUPAC preferido
Ácido (9 Z ,11 E ,13 E ,15 Z )-Octadeca-9,11,13,15-tetraenoico
Otros nombres
ácido cis
-parinárico ácido α-parinárico
Identificadores
  • 593-38-4
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
EBICh
  • CHEBI:32409 controlarY
Araña química
  • 4574382 controlarY
Identificador de centro de PubChem
  • 5460995
UNIVERSIDAD
  • PK8M3ENX8C controlarY
  • DTXSID501027236
  • InChI=1S/C18H28O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17- 18(19)20/h3-10H,2,11-17H2,1H3,(H,19,20)/b4-3-,6-5+,8-7+,10-9- controlarY
    Clave: IJTNSXPMYKJZPR-ZSCYQOFPSA-N controlarY
  • InChI=1/C18H28O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17- 18(19)20/h3-10H,2,11-17H2,1H3,(H,19,20)/b4-3-,6-5+,8-7+,10-9-
    Clave: IJTNSXPMYKJZPR-ZSCYQOFPBE
  • O=C(O)CC/C=C\C=C\C=C\C=C/CC
Propiedades
C18H28O2​​​​​
Masa molar276.41372
Punto de fusión85 a 86 °C (185 a 187 °F; 358 a 359 K)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Compuesto químico

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 .

Fuentes naturales

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]

Síntesis

Biosíntesis

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]

Síntesis química

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]

Usos

Sondas de membrana

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]

Interacciones lípido-proteína

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]

Usos clínicos

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]

Química de los alimentos

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.

Efectos citotóxicos sobre las células tumorales

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]

Referencias

  1. ^ Tsujimoto M, Koyanagi H. (1933). Nuevo ácido insaturado en el aceite de semilla de "akarittom", "Parinarium laurinum". I. Kogyo Kagaku Zasshi 36 (Suplementario): 110–113.
  2. ^ Hilditch TP et al. (1964). Constitución química de las grasas naturales, cuarta edición, pág. 253.
  3. ^ Gunstone FD (1996). Química de ácidos grasos y lípidos . Berlín: Springer Verlag. pág. 10. ISBN 0-8342-1342-7.
  4. ^ Endo S, Zhiping G, Takagi T. (1991). Componentes lipídicos de siete especies de Basidiomycotina y tres especies de Ascomycotina. Journal of the Japan Oil Chemists' Society 40 (7): 574–577.
  5. ^ Spitzer V, Tomberg W, Zucolotto M. (1996). Identificación del ácido alfa-parinárico en el aceite de semilla de Sebastiana brasiliensis Sprengel (Euphorbiaceae). Journal of the American Oil Chemists' Society 73 (5): 569–573
  6. ^ Cahoon EB, Carlson TJ, Ripp KG, Schweiger BJ, Cook GA, Hall SE, Kinney AJ (octubre de 1999). "Origen biosintético de los dobles enlaces conjugados: producción de componentes de ácidos grasos de aceites secantes de alto valor en embriones de soja transgénica". Proc. Natl. Sci. EE. UU . . 96 (22): 12935–40. Bibcode :1999PNAS...9612935C. doi : 10.1073/pnas.96.22.12935 . PMC 23170 . PMID  10536026. 
  7. ^ Kuklev DV, Smith WL (septiembre de 2004). "Síntesis de cuatro isómeros del ácido parinárico". Química Física Lípidos . 131 (2): 215–22. doi :10.1016/j.chemphyslip.2004.06.001. PMID  15351273.
  8. ^ Lee SJ, Gray KC, Paek JS, Burke MD (enero de 2008). "Síntesis simple, eficiente y modular de productos naturales de polieno mediante acoplamiento cruzado iterativo". J. Am. Chem. Soc . 130 (2): 466–8. doi :10.1021/ja078129x. PMC 3107126. PMID  18081295 . 
  9. ^ Sklar LA, Hudson BS, Simoni RD (mayo de 1975). "Ácidos grasos poliénicos conjugados como sondas de membrana: caracterización preliminar". Proc. Natl. Sci. EE. UU . . 72 (5): 1649–53. Bibcode :1975PNAS...72.1649S. doi : 10.1073/pnas.72.5.1649 . PMC 432600 . PMID  1057769. 
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