Biosyntese af kolesterol

Kolesterolbiosyntese  er dannelsen i en levende organisme af en organisk alkohol af kolesterol af steroid karakter. Syntese af kolesterol sker i cellerne i leveren (50%), tarmene og huden. I cellen forekommer det i det glatte endoplasmatiske retikulum og cytosol . Kolesterolbiosyntese tjener som grundlag for syntesen af ​​andre steroidforbindelser . De indledende syntesetrin deles med trinene for andre isoprenoider .

I 1940'erne skrev Bloch et al. fundet, at alle carbonatomer i kolesterol kommer fra acetat , og begge atomer er inkluderet i lige store mængder. I øjeblikket er følgende kæde af kolesterolbiosyntese blevet etableret, som omfatter flere trin. (Danningen af ​​mellemliggende forbindelser af denne vej kan forekomme på andre måder).

Syntese af mevalonat

Syntesen af ​​mevalonat forløber i tre trin.

  1. Dannelse af acetoacetyl-CoA fra to molekyler af acetyl-CoA af thiolase-enzymet acetoacetyltransferase . Reaktionen er reversibel. Forekommer i cytosolen.
  2. Dannelse af β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA fra acetoacetyl-CoA med et tredje acetyl-CoA- molekyle ved hydroxymethylglutaryl-CoA-syntase (HMG-CoA-syntase). Reaktionen er også reversibel. Forekommer i cytosolen.
  3. Dannelse af mevalonat ved reduktion af HMG og spaltning af HS-KoA med NADP-afhængig hydroxymethylglutaryl-CoA-reduktase (HMG-CoA-reduktase). Forekommer i GEPR. Dette er den første næsten irreversible reaktion i kolesterolbiosyntesekæden, og det begrænser også hastigheden af ​​kolesterolbiosyntese. Daglige fluktuationer i syntesen af ​​dette enzym blev noteret. Dens aktivitet øges med indførelsen af ​​insulin og skjoldbruskkirtelhormoner , falder med faste, indførelsen af ​​glukagon , glukokortikoider .

Etape skema:

Der er andre veje til syntesen af ​​mevalonat.

Syntese af isopentenylpyrophosphat

1, 2. Først phosphoryleres mevalonsyre to gange ved hjælp af ATP: til 5-phosphomevalonat og derefter til 5-pyrophosphomevalonat. 3. 5-pyrophosphomevalonat phosphoryleres ved 3 carbonatomer og danner et ustabilt mellemprodukt - 3-phospho-5-pyrophosphomevalonat. 4. Sidstnævnte er decarboxyleret og dephosphoryleret, der dannes isopentenylpyrophosphat .

Syntese af squalen

  1. Isopentenylpyrophosphat isomeriserer til dimethylallylpyrophosphat.
  2. Kondensation af isopentenylpyrophosphat (C5) med dimethylallylpyrophosphat (C5) og dannelse af geranylpyrophosphat (C10). Dette frigiver pyrophosphat-molekylet.
  3. Kondensation af isopentenylpyrophosphat (C5) med geranylpyrophosphat (C10). Farnesylpyrophosphat (C15) dannes, og endnu et pyrophosphatmolekyle frigives.
  4. Head-to-head kondensering af to molekyler af farnesylpyrophosphat (C15) og dannelse af squalen (C30). Reaktionen fortsætter med forbruget af NADPH, og to pyrophosphatmolekyler frigives. Farnesylpyrophosphatmolekyler kondenseres med ender, der bærer pyrophosphatgrupper. Først spaltes én pyrophosphatgruppe fra, og der dannes et mellemliggende presqualenpyrophosphat. Han bliver til gengæld restaureret ved hjælp af NADPH. Det andet pyrophosphat blade. Squalen dannes.

Startende med squalen er produkterne fra kolesterolbiosyntesevejen uopløselige i vandmiljøet og deltager i yderligere reaktioner ved at være forbundet med steroloverførselsproteiner (STP'er).

Syntese af lanosterol

1. Under påvirkning af squalenepoxidase dannes squalenepoxid.

2. Squalenepoxidet ringsluttes derefter til lanosterol . I dette tilfælde overføres methylgruppen ved C14 til C13, og methylgruppen ved C8 overføres til C14.

Syntese af kolesterol

Lanosterol omdannes i membranerne i det glatte endoplasmatiske retikulum til kolesterol.

  1. Methylgruppen ved C14 oxideres, og 14-desmethyllanosterol dannes.
2. Yderligere to methyler fjernes derefter ved C4 for at danne zymosterol. 3. Yderligere bevæger C8=C9 -dobbeltbindingen sig til C8=C7-positionen, og Δ7,24-cholestadienol dannes. 4. Dobbeltbindingen bevæger sig derefter til positionen C5=C6 for at danne desmosterol. 5. Derefter genoprettes en dobbeltbinding i sidekæden, og der dannes kolesterol.

(Gendannelse af dobbeltbindingen i sidekæden kan dog forekomme i de tidligere stadier af kolesterolbiosyntesen.)

Andre synteseruter

I nogle organismer, under syntesen af ​​steroider, kan andre varianter af reaktioner forekomme (for eksempel non-mevalonat-vejen til dannelse af fem-carbon-molekyler).

Litteratur