SM(d18:1/24:1(15Z)) (13-11-9) Propiedades Físicas y Químicas
SM(d18:1/24:1(15Z))
Esfingomielina de cadena muy larga (d18:1/24:1) utilizada como estándar lipídico y componente de membrana para lipidómica, desarrollo de métodos analíticos e investigación en biofísica de membranas.
| Número CAS | 13-11-9 |
| Familia | Esfingomielinas (esfingolípidos) |
| Forma típica | Polvo o sólido cristalino |
| Grados comerciales comunes | BP, EP |
SM(d18:1/24:1(15Z)) es una especie de ceramida fosfocolina (esfingomielina): un fosfoesfingolípido con una base esfingoide \(\mathrm{d18:1}\) N-acilada con una cadena grasa (15Z)-tetracosenoílo (\(\mathrm{C_{24:1}}\)). Estructuralmente combina un grupo cabeza polar de fosfocolina, una amida secundaria que une la larga cadena N-acil al esqueleto esfingoide, y dos extensos segmentos hidrocarbonados alifáticos (cadenas esfingoide y N-acil) que dominan el volumen hidrocarbonado e imparten fuerte anfifilicidad. La molécula tiene dos estereocentros definidos y dos dobles enlaces C=C con geometría determinada (incluyendo un olefín \((15Z)\) en la cadena N-acil), y es un inner-salt zwitteriónico en condiciones fisiológicas debido al grupo cabeza fosfato-trimetilamonio cargado internamente equilibrado.
Atributos electrónicos y fisicoquímicos clave: fórmula molecular C47H93N2O6P y peso molecular calculado 813.2 (véase tabla a continuación para otros descriptores calculados). El grupo cabeza confiere notable polaridad y capacidad de formar enlaces de hidrógeno (donadores = 2; aceptores = 6; área superficial polar topológica = 108 \(\text{Å}^2\)), mientras que las cadenas hidrocarbonadas muy largas generan alta lipofilicidad calculada (XLogP = 15.7) y un área superficial hidrofóbica extremadamente grande. La carga formal neta es 0 para la estructura covalente neutra, pero el grupo fosfocolina produce una separación permanente de cargas internas que rige la asociación membranal y las interacciones con cationes y colesterol.
En términos prácticos, esta combinación produce un comportamiento típico de esfingomielinas de membrana: fuerte partición en bicapas lipídicas y dominios ordenados, baja solubilidad acuosa y movilidades térmicas/enzimáticas dictadas por la longitud y grado de insaturación de la cadena acil. La presencia de un único doble enlace cis en la posición 15 en la cadena acil reduce el empaquetamiento relativo frente al homólogo saturado completamente, pero mantiene un alto orden comparado con esfingomielinas de cadenas más cortas. Las rutas principales de transformación bioquímica son la hidrólisis enzimática (por esfingomielinasas, fosfolipasas) y el ataque oxidativo en sitios insaturados. Funcionalmente, los miembros de esta clase son reconocidos ampliamente como lípidos estructurales de membrana, contribuyentes a la formación de balsas lipídicas y moduladores de señalización vía generación de ceramida.
Grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: BP, EP.
Resumen Molecular
Peso Molecular y Composición
- Fórmula molecular: C47H93N2O6P
- Peso molecular: 813.2 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Masa exacta: 812.67712569 (masa exacta/monoisotópica reportada)
- Masa monoisotópica: 812.67712569
El alto peso molecular y extenso contenido hidrocarbonado producen un anfifílico voluminoso que es esencialmente no volátil y se particiona fuertemente en fases no polares o membranas. La masa exacta/monoisotópica es consistente con la composición elemental listada y es el valor apropiado para confirmación por espectrometría de masas de alta resolución.
Carga, Polaridad y LogP
- Carga formal: 0
- Área superficial polar topológica (TPSA): 108 \(\text{Å}^2\)
- Conteo de donadores de enlace de hidrógeno: 2
- Conteo de aceptores de enlace de hidrógeno: 6
- XLogP3-AA (calculado): 15.7
Aunque la carga covalente formal es neutra, el grupo cabeza fosfocolina produce un par iónico localizado (trimetilamonio positivamente cargado y fosfato negativamente cargado) que determina el comportamiento interfásico acuoso. La TPSA y los conteos de enlaces de hidrógeno reflejan un grupo cabeza polar capaz de hidratación y formación de enlaces, mientras que el muy alto XLogP indica un carácter hidrofóbico dominante impulsado por las dos largas cadenas alifáticas; consecuencia de esto es que la solubilidad acuosa es insignificante y la partición en membranas lipídicas y disolventes no polares es marcada.
Clasificación Bioquímica
- Clase química: Lípidos -> Esfingolípidos -> Fosfoesfingolípidos [SP03] -> Ceramida fosfocolinas (esfingomielinas) [SP0301]
- Nombre IUPAC (calculado): [(E,2S,3R)-3-hidroxi-2-[[(Z)-tetracos-15-enoil]amino]octadec-4-enil] 2-(trimetilazaniumil)etil fosfato
Este compuesto es una especie de esfingomielina (abreviada comúnmente SM), específicamente una esfingomielina \(\mathrm{d18:1/24:1(15Z)}\). Como fosfoesfingolípido se clasifica dentro de los fosfolípidos de membrana que tienen una base esfingoide en lugar de un esqueleto de glicerol.
Comportamiento Químico
Estabilidad y Degradación
Descripción física: sólido.
La generación de conformadores para modelado 3D puede ser problemática para lípidos grandes y altamente flexibles; para este compuesto está deshabilitada debido a tamaño y flexibilidad. Como con otras esfingomielinas relacionadas, la estabilidad química bajo condiciones neutras es alta; la degradación térmica requiere temperaturas elevadas. La cadena acil insaturada introduce susceptibilidad a degradación oxidativa (peroxidación lipídica) en el doble enlace cis bajo condiciones aeróbicas y promotoras de radicales. La estabilidad hidrolítica es moderada en tampones acuosos neutros, pero disminuye en extremos ácidos o alcalinos; temperaturas elevadas y ácidos o bases fuertes favorecen la ruptura de enlaces fosfoéster y amida.
Hidrólisis y Transformaciones
Bioquímicamente, la transformación principal es enzimática: la hidrólisis del grupo cabeza fosfocolina por esfingomielinasas genera ceramida y un derivado de fosfocolina, mientras que las esfingomielinasas sintetasas interconvierten ceramida y esfingomielina en vías metabólicas. Las fosfolipasas y esterasas inespecíficas pueden actuar sobre el enlace fosfato en condiciones rigurosas. La ruptura no enzimática del enlace amida requiere condiciones más extremas (ácido o base fuerte y calor). El único doble enlace cis en la posición C-15 de la cadena N-acil es el sitio principal de ataque oxidativo que conduce a productos de peroxidación; estas modificaciones oxidativas alteran el empaquetamiento de la membrana y pueden ser reconocidas por sistemas celulares de reparación o señalización.
Rol Biológico
Función y Vías Metabólicas
SM(d18:1/24:1(15Z)) funciona como lípido estructural en membranas y como precursor/reserva metabólico para señalización mediada por ceramida. Las esfingomielinas participan en la formación de microdominios ordenados de membrana (balsas lipídicas) mediante interacciones favorables con colesterol y cadenas esfingolipídicas saturadas; la larga cadena acil \(\mathrm{C_{24:1}}\) contribuye a interacciones entre capas y modulación del grosor membranal. La hidrólisis enzimática por esfingomielinasas libera ceramida, un lípido bioactivo implicado en apoptosis, diferenciación celular y respuestas al estrés. Por lo tanto, esta especie está en la intersección de la biofísica de membranas y las vías metabólicas de esfingolípidos.
Vías metabólicas: centrales para el metabolismo y renovación de esfingolípidos; se espera una interconversión con ceramida y esfingolípidos complejos mediante esfingomielinasas y sintasas.
Contexto fisiológico y celular
Ubicaciones celulares reportadas: extracelular; membrana. Localización tisular reportada: placenta. Informes adicionales a nivel organismal señalan la presencia de esfingomielina C24:1 en Trypanosoma brucei y Ailuropoda melanoleuca. En las membranas celulares, esta especie de esfingomielina se localiza preferentemente en la monocapa externa y en dominios ordenados, influyendo en la curvatura, rigidez y partición proteica de la membrana. Se han reportado asociaciones clínicas en contextos diversos (p. ej., condiciones metabólicas e inflamatorias); con frecuencia se observan cambios en las distribuciones de especies de esfingomielina en estudios lipidómicos patofisiológicos.
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- Número CAS: 13-11-9
- ID ChEBI: CHEBI:74535
- ID ChEMBL: CHEMBL4545046
- ID HMDB: HMDB0012107
- ID LIPID MAPS (LM_ID): LMSP03010007
- ID Metabolomics Workbench: 30732
- Wikidata: Q27144714
- InChIKey: WKZHECFHXLTOLJ-QYKFWSDSSA-N
- InChI: InChI=1S/C47H93N2O6P/c1-6-8-10-12-14-16-18-20-21-22-23-24-25-26-27-29-31-33-35-37-39-41-47(51)48-45(44-55-56(52,53)54-43-42-49(3,4)5)46(50)40-38-36-34-32-30-28-19-17-15-13-11-9-7-2/h20-21,38,40,45-46,50H,6-19,22-37,39,41-44H2,1-5H3,(H-,48,51,52,53)/b21-20-,40-38+/t45-,46+/m0/s1
- SMILES: CCCCCCCCCCCCC/C=C/C@HO
(Los identificadores se presentan exactamente como fueron suministrados; SMILES, InChI e InChIKey se muestran en texto plano.)
Sinónimos y nombres biológicos
Sinónimos reportados (proporcionados por depositantes y nombres comunes): - SM(d18:1/24:1(15Z)) - N-(15Z-tetracosenoil)-esfing-4-enina-1-fosfocolina - RefChem:1098598 - Esfingomielina C24:1 - 94359-13-4 - N-Nervonoyl-D-erythro-sphingosylphosphorylcholine - 24:1 SM - [(E,2S,3R)-3-hidroxi-2-[[(Z)-tetracos-15-enoil]amino]octadec-4-enil] 2-(trimetilazaniumil)etil fosfato - N-[(15Z)-tetracosenoil]esfing-4-enina-1-fosfocolina - Variantes adicionales sistemáticas y suministradas por depositantes según proveedor y anotaciones lipidómicas
Resumen de seguridad y manipulación
Orientaciones generales para la manipulación de esta clase de sustancias bioquímicas: - Estado físico: sólido; no volátil en condiciones ambientales. - Los peligros principales derivan de que es un reactivo bioquímico orgánico: evitar contacto con piel y ojos (usar guantes de nitrilo, gafas de seguridad) y emplear equipo de protección personal estándar de laboratorio al manipular polvos o soluciones. - Debido a su volatilidad despreciable, el riesgo por inhalación de vapores es bajo, pero se debe controlar la generación de polvo para prevenir irritación respiratoria y contaminación en flujos analíticos. - El grupo acilo insaturado de cadena larga es susceptible a degradación oxidativa; conservar protegido de aire y luz para estabilidad a largo plazo. - Para información detallada sobre peligros, transporte y normativa, consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
Manipulación y almacenamiento de materiales bioquímicos
- Almacenamiento: recomendado a baja temperatura (refrigerado o congelado) y en ambiente desecado y oscuro para minimizar hidrólisis y enranciamiento oxidativo. Para almacenamiento prolongado se puede usar atmósfera inerte (p. ej., argón) o antioxidantes para reducir la degradación oxidativa; evitar ciclos repetidos de congelación-descongelación que pueden promover agregación o hidrólisis.
- Solubilidad y formulación: esencialmente insoluble en agua; disolver o dispersar en disolventes orgánicos adecuados (p. ej., mezclas de cloroformo y metanol) o tampones compatibles con lípidos, con cuidado para evitar hidrólisis. Al preparar dispersiones para ensayos biológicos, usar sonicación o procedimientos establecidos de reconstitución lipídica para formar vesículas o micelas según sea necesario.
- Compatibilidad: evitar ácidos/bases fuertes y exposición prolongada a temperaturas elevadas; estas condiciones aceleran la rotura de enlaces fosfoéster y amida.
- Residuos y eliminación: recoger materiales contaminados como residuos orgánicos de laboratorio y eliminar conforme a los procedimientos institucionales para desechos peligrosos.
Notas analíticas: valores de sección cruzada de colisión (CCS) y datos espectrométricos de masas útiles para identificación están disponibles para este compuesto y sus aductos; ver datos espectrales a continuación para referencia.
- Secciones cruzadas de colisión (reportadas): 305.1 \(\text{Å}^2\) [M+HCOO]- (DT, N2, muestra de pez cebra); 304.5 \(\text{Å}^2\) [M+H]+ (DT, N2, muestra de plasma humano); 307.6 \(\text{Å}^2\) [M+CH3COO]- (DT, N2, muestra de BALF humano).
- Información representativa de precursor MS/MS y espectro: m/z precursor (MS2, [M+H]+) = 813.6844; picos comunes de fragmentos incluyen m/z 795.7, 736.6, 630.7. Se reportan varios espectros experimentales LC–MS MS2 y datos de precursor en modo negativo qTOF (p. ej., precursor m/z 797.653, pico principal 797.651306) para confirmación analítica.
