SM(d18:1/24:1(15Z)) (13-11-9) Propriedades Físicas e Químicas
SM(d18:1/24:1(15Z))
Uma esfingomielina com cadeia muito longa (d18:1/24:1) usada como padrão lipídico e componente de membrana para lipidômica, desenvolvimento de métodos analíticos e pesquisas em biofísica de membranas.
| Número CAS | 13-11-9 |
| Família | Esfingomielinas (esfingolipídios) |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Graus Comerciais Comuns | BP, EP |
SM(d18:1/24:1(15Z)) é uma espécie de ceramida fosfocolina (esfingomielina): um fosfoesfingolipídio com um esqueleto base esfingóide \(\mathrm{d18:1}\) N-acilado por uma cadeia graxa tetracosenóica (15Z) (\(\mathrm{C_{24:1}}\)). Estruturalmente, combina um grupo polar fosfocolina na cabeça, uma amida secundária ligando a longa cadeia N-acil à base esfingóide, e dois segmentos hidrocarbonetos alifáticos longos (cadeias esfingóide e N-acil) que dominam o volume hidrocarboneto e conferem forte anfifilicidade. A molécula contém dois centros estereogênicos definidos e duas ligações duplas C=C com geometria definida (incluindo um olefínico \((15Z)\) na cadeia N-acil) e é um zwitterion sal interno em contextos fisiológicos devido ao grupo cabeça fosfato–trimetilamônio carregado equilibrado internamente.
Atributos eletrônicos e físico-químicos chave: fórmula molecular C47H93N2O6P e peso molecular calculado de 813.2 (ver tabela abaixo para outros descritores calculados). O grupo cabeça confere polaridade significativa e capacidade de aceitar e doar ligações de hidrogênio (doadores = 2; aceptores = 6; área polar superficial topológica = 108 \(\text{Å}^2\)), enquanto as cadeias hidrocarbonadas muito longas produzem lipofilicidade calculada elevada (XLogP = 15.7) e área hidrofóbica superficial extremamente grande. A carga formal líquida é 0 para a estrutura covalente neutra, mas o moiety fosfocolina produz uma separação interna permanente de carga que governa a associação à membrana e interações com cátions e colesterol.
Em termos práticos, essa combinação confere comportamento típico das esfingomielinas de membrana: forte partição em bicamadas lipídicas e domínios ordenados, baixa solubilidade aquosa e mobilidades térmicas/enzimáticas ditadas pelo comprimento e insaturação da cadeia acil. A presença de uma única ligação dupla cis na posição 15 da cadeia acil reduz o empacotamento da cadeia acil em relação ao homólogo totalmente saturado, mas mantém alto ordenamento comparado com esfingomielinas de cadeias mais curtas. A hidrólise enzimática (ex.: esfingomielinases, fosfolipases) e ataque oxidativo em sítios insaturados são as principais rotas de transformação bioquímica. Funcionalmente, membros desta classe são amplamente reconhecidos como lipídios estruturais de membrana, contribuintes para formação de balsas lipídicas e moduladores de sinalização via geração de ceramida.
Graus comerciais comuns relatados para essa substância incluem: BP, EP.
Visão Molecular
Peso Molecular e Composição
- Fórmula molecular: C47H93N2O6P
- Peso molecular: 813.2 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Massa exata: 812.67712569 (massa exata/monoisotópica reportada)
- Massa monoisotópica: 812.67712569
O alto peso molecular e o extenso conteúdo hidrocarbonado resultam em um anfifílico volumoso, essencialmente não volátil, que se particiona fortemente em fases não polares ou membranas. A massa exata/monoisotópica é consistente com a composição elementar listada e é o valor apropriado para confirmação por espectrometria de massas de alta resolução.
Carga, Polaridade e LogP
- Carga formal: 0
- Área polar superficial topológica (TPSA): 108 \(\text{Å}^2\)
- Número de doadores de ligações de hidrogênio: 2
- Número de aceptores de ligações de hidrogênio: 6
- XLogP3-AA (calculado): 15.7
Embora a carga covalente formal seja neutra, o grupo cabeça fosfocolina produz um par de íons localizado (trimetilamônio positivamente carregado e fosfato negativamente carregado) que determina o comportamento interfacial aquoso. A TPSA e os números de ligação de hidrogênio refletem um grupo cabeça polar capaz de hidratação e ligação de hidrogênio, enquanto o XLogP computacional muito alto indica caráter hidrofóbico dominante impulsionado pelas duas longas cadeias alifáticas; consequentemente, a solubilidade aquosa é negligenciável e a partição em membranas lipídicas e solventes não polares é pronunciada.
Classificação Bioquímica
- Classe química: Lipídios -> Esfingolipídios -> Fosfoesfingolipídios [SP03] -> Ceramida fosfocolinas (esfingomielinas) [SP0301]
- Nome IUPAC (calculado): [(E,2S,3R)-3-hidroxi-2-[[(Z)-tetracos-15-enoil]amino]octadec-4-enil] 2-(trimetilazaniumil)etil fosfato
Este composto é uma espécie de esfingomielina (usualmente abreviada SM), especificamente uma esfingomielina \(\mathrm{d18:1/24:1(15Z)}\). Como fosfoesfingolipídio, é classificado com os fosfolipídios de membrana que possuem uma base esfingóide ao invés de esqueleto glicerol.
Comportamento Químico
Estabilidade e Degradação
Descrição física: sólido.
A geração de conformadores para modelagem 3D pode ser problemática para lipídios grandes e altamente flexíveis; para este composto a geração de conformadores é desabilitada devido ao tamanho e flexibilidade. Como nas esfingomielinas relacionadas, a estabilidade química em condições neutras é alta; degradação térmica requer temperaturas elevadas. A cadeia acil insaturada introduz suscetibilidade à degradação oxidativa (peroxidação lipídica) na ligação dupla cis sob condições aeróbicas e promotoras de radicais. A estabilidade hidrolítica é moderada em tampões aquosos neutros, mas diminui em condições ácidas ou alcalinas extremas; temperaturas elevadas e ácidos ou bases fortes promovem a clivagem das ligações fosfoéster e amida.
Hidrólise e Transformações
Bioquimicamente, a principal transformação é enzimática: a hidrólise do grupo cabeça fosfocolina por esfingomielinases gera ceramida e um derivado fosfocolina, enquanto esfingomielin-sintases interconvertem ceramida e esfingomielina nas vias metabólicas. Fosfolipases e esterases inespecíficas podem atuar na ligação fosfato sob condições severas. A clivagem não enzimática da ligação amida requer condições mais rigorosas (ácido ou base forte e calor). A única ligação dupla cis na C-15 da cadeia N-acil é o principal sítio de ataque oxidativo levando a produtos de peroxidação; tais modificações oxidativas alteram o empacotamento da membrana e podem ser reconhecidas por sistemas celulares de reparo ou sinalização.
Função Biológica
Função e Vias Metabólicas
SM(d18:1/24:1(15Z)) funciona como um lipídio estrutural em membranas e como precursor/metabólito para sinalização mediada por ceramida. Esfingomielinas participam na formação de microdomínios ordenados da membrana (balsas lipídicas) através de interações favoráveis com colesterol e cadeias esfingolipídicas saturadas; a longa cadeia \(\mathrm{C_{24:1}}\) acil contribui para interações entre folhetos e modulação da espessura da membrana. A hidrólise enzimática por esfingomielinases libera ceramida, um lipídio bioativo envolvido em apoptose, diferenciação celular e respostas ao estresse. Esta espécie está assim na interseção entre biofísica de membrana e vias metabólicas dos esfingolipídios.
Caminhos metabólicos: centrais para o metabolismo e recambio de esfingolipídios; espera-se interconversão com ceramida e esfingolipídios complexos via esfingomielinases e sintetases.
Contexto Fisiológico e Celular
Locais celulares reportados: extracelular; membrana. Localização tecidual reportada: placenta. Relatos adicionais em organismos indicam presença de esfingomielina C24:1 em Trypanosoma brucei e Ailuropoda melanoleuca. Em membranas celulares, esta espécie de esfingomielina se localiza preferencialmente na camada externa e em domínios ordenados, influenciando a curvatura da membrana, rigidez e partição protéica. Associações clínicas foram reportadas em contextos diversos (ex.: condições metabólicas e inflamatórias); alterações na distribuição de espécies de esfingomielina são frequentemente observadas em estudos lipidômicos fisiopatológicos.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e 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
(Os identificadores são apresentados exatamente como fornecidos; SMILES, InChI e InChIKey são mostrados em texto simples.)
Sinônimos e Nomes Biológicos
Sinônimos reportados (nomes fornecidos pelo depositante e nomes comuns): - SM(d18:1/24:1(15Z)) - N-(15Z-tetracosenoil)-esfing-4-enina-1-fosfocolina - RefChem:1098598 - Esfingomielina C24:1 - 94359-13-4 - N-Nervonoil-D-eritro-esfingosilfosforilcolina - 24:1 SM - [(E,2S,3R)-3-hidroxi-2-[[(Z)-tetracos-15-enoil]amino]octadec-4-enil] 2-(trimetilazaniumila)etil fosfato - N-[(15Z)-tetracosenoil]esfing-4-enina-1-fosfocolina - Variantes adicionais sistemáticas e fornecidas pelo depositante conforme fornecidas pelos fornecedores e anotações lipidômicas
Resumo de Segurança e Manuseio
Orientação geral para manuseio desta classe de substâncias bioquímicas: - Estado físico: sólido; não volátil em condições ambientais. - Perigos principais advêm do material ser um reagente bioquímico orgânico: deve-se evitar contato com pele e olhos (usar luvas de nitrilo, óculos de segurança) e utilizar EPI padrão de laboratório ao manusear pós ou soluções. - Devido à volatilidade negligenciável, o risco de inalação de vapores é baixo, mas a geração de poeira deve ser controlada para prevenir irritação respiratória e contaminação dos fluxos analíticos. - O grupo acila insaturado de cadeia longa é suscetível à degradação oxidativa; armazenar protegido do ar e da luz para estabilidade a longo prazo. - Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
Manuseio e Armazenamento de Materiais Bioquímicos
- Armazenamento: recomendado em baixa temperatura (refrigerado ou congelado) e em ambiente desssecado e escuro para minimizar hidrólise e rancidez oxidativa. Para armazenamento a longo prazo, atmosfera inerte (ex.: argônio) ou antioxidantes podem ser usados para reduzir a degradação oxidativa; evitar ciclos repetidos de congelamento–descongelamento que podem promover agregação ou hidrólise.
- Solubilidade e formulação: essencialmente insolúvel em água; dissolver ou dispersar em solventes orgânicos apropriados (ex.: misturas de clorofórmio e metanol) ou tampões compatíveis com lipídios, tomando cuidado para evitar hidrólise. Ao preparar dispersões para ensaios biológicos, usar sonicação ou procedimentos estabelecidos de reconstituição lipídica para formar vesículas ou micelas conforme necessário.
- Compatibilidade: evitar ácidos/bases fortes e exposição prolongada a temperaturas elevadas; essas condições aceleram a clivagem de ligações fosfoéster e amida.
- Descarte e resíduos: coletar materiais contaminados como resíduos laboratoriais orgânicos e descartar conforme procedimentos institucionais para resíduos perigosos.
Notas analíticas: valores de seção transversal de colisão (CCS) e dados espectrométricos úteis para identificação estão disponíveis para este composto e seus adutos; consultar os dados espectrais abaixo para referência.
- Seções transversais de colisão (reportadas): 305,1 \(\text{Å}^2\) [M+HCOO]⁻ (DT, N2, amostra de peixe-zebra); 304,5 \(\text{Å}^2\) [M+H]⁺ (DT, N2, amostra de plasma humano); 307,6 \(\text{Å}^2\) [M+CH3COO]⁻ (DT, N2, amostra de lavado broncoalveolar humano).
- Informações representativas de precursor MS/MS e espectrais: m/z precursor (MS2, [M+H]⁺) = 813,6844; picos comuns de fragmentos incluem m/z 795,7, 736,6, 630,7. Vários espectros experimentais LC–MS MS2 e dados de precursor modo negativo qTOF (ex.: m/z precursor 797,653, pico principal 797,651306) são reportados para confirmação analítica.
