Koleszterin bioszintézise

A koleszterin bioszintézise egy szteroid jellegű koleszterin  szerves alkohol képződése az élő szervezetben . A koleszterin szintézise a máj (50%), a belek és a bőr sejtjeiben megy végbe. A sejtben a sima endoplazmatikus retikulumban és a citoszolban fordul elő . A koleszterin bioszintézise más szteroid vegyületek szintézisének alapjául szolgál . A szintézis kezdeti lépései megegyeznek más izoprenoidokkal .

Az 1940-es években Bloch et al. megállapították, hogy a koleszterin összes szénatomja acetátból származik , és mindkét atom egyenlő mennyiségben van jelen. Jelenleg a koleszterin bioszintézis alábbi láncolata jött létre, amely több lépésből áll. (Ennek az útnak a közbenső vegyületeinek képződése más módon is megtörténhet).

A mevalonát szintézise

A mevalonát szintézise három szakaszban zajlik.

  1. Acetoacetil- CoA képződése két acetil-CoA molekulából az acetoacetiltranszferáz tioláz enzim által . A reakció visszafordítható. A citoszolban fordul elő.
  2. β-hidroxi-β-metil-glutaril-CoA képződése acetoacetil-CoA- ból egy harmadik acetil-CoA molekulával hidroxi-metil-glutaril-CoA szintázzal (HMG-CoA szintáz). A reakció is visszafordítható. A citoszolban fordul elő.
  3. Mevalonát képződése a HMG redukálásával és a HS-KoA hasítása NADP-függő hidroximetilglutaril-CoA reduktáz (HMG-CoA reduktáz) által. A GEPR-ben fordul elő. Ez az első szinte visszafordíthatatlan reakció a koleszterin bioszintézis láncában, és ez korlátozza a koleszterin bioszintézis sebességét is. Ennek az enzimnek a szintézisében napi ingadozásokat figyeltek meg. Aktivitása növekszik az inzulin és a pajzsmirigyhormonok bevezetésével , csökken az éhezés, a glukagon és a glükokortikoidok bevezetésével .

Színpadi séma:

A mevalonát szintézisének más módjai is vannak.

Izopentenil-pirofoszfát szintézise

1, 2. Először a mevalonsavat kétszer foszforilezik ATP segítségével: 5-foszfomevalonáttá, majd 5-pirofoszfomevalonáttá. 3. Az 5-pirofoszfomevalonát 3 szénatomon foszforilálódik, instabil köztes terméket képezve - 3-foszfo-5-pirofoszfomevalonátot. 4. Ez utóbbi dekarboxileződik és defoszforilálódik, izopentenil-pirofoszfát képződik .

Szkvalén szintézise

  1. Az izopentenil-pirofoszfát dimetil-allil-pirofoszfáttá izomerizálódik.
  2. Izopentenil-pirofoszfát (C5) kondenzációja dimetil-allil-pirofoszfáttal (C5) és geranil-pirofoszfát (C10) képződése. Ez felszabadítja a pirofoszfát molekulát.
  3. Izopentenil-pirofoszfát (C5) kondenzációja geranil-pirofoszfáttal (C10). Farnezil-pirofoszfát (C15) képződik, és egy másik pirofoszfát molekula szabadul fel.
  4. Két farnezil-pirofoszfát (C15) molekula fej-fej kondenzációja és szkvalén (C30) képződése. A reakció a NADPH elfogyasztásával megy végbe, és két pirofoszfát molekula szabadul fel. A farnezil-pirofoszfát-molekulák pirofoszfát-csoportokat hordozó végekkel kondenzálódnak. Először egy pirofoszfát csoport leszakad, és egy közbenső preszkvalén-pirofoszfát keletkezik. Ő viszont a NADPH segítségével helyreáll. A második pirofoszfát levelek. Szkvalén képződik.

A szkvaléntől kezdve a koleszterin bioszintetikus folyamatának termékei oldhatatlanok a vízi környezetben, és további reakciókban vesznek részt a szterol transzfer fehérjékhez (STP) kapcsolva.

A lanoszterol szintézise

1. A szkvalén-epoxidáz hatására szkvalén-epoxid képződik.

2. A szkvalén-epoxidot ezután lanoszterinné ciklizálják . Ebben az esetben a 14-es metilcsoport a C13-ba, a 8-as metilcsoport pedig a C14-be kerül át.

A koleszterin szintézise

A lanoszterol a sima endoplazmatikus retikulum membránjában koleszterinné alakul.

  1. A 14 szénatomon lévő metilcsoport oxidálódik, és 14-dezmetil-lanoszterol képződik.
2. Ezután további két metilcsoportot távolítanak el a C4-nél, hogy zimoszterolt képezzenek. 3. Továbbá a C8=C9 kettős kötés a C8=C7 pozícióba kerül és Δ7,24-kolesztadienol képződik. 4. A kettős kötés ezután a C5=C6 pozícióba mozog, és dezmosterolt képez. 5. Ezt követően az oldalláncban kettős kötés helyreáll, és koleszterin képződik.

(Az oldallánc kettős kötésének helyreállítása azonban a koleszterin bioszintézis korábbi szakaszaiban is megtörténhet.)

Egyéb szintézis útvonalak

Egyes szervezetekben a szteroidok szintézise során a reakciók más változatai is előfordulhatnak (például az öt szénatomos molekulák képződésének nem-mevalonát útja).

Irodalom