Biosinteza colesterolului

Biosinteza colesterolului  este formarea într-un organism viu a unui alcool organic de colesterol de natură steroizică. Sinteza colesterolului are loc în celulele ficatului (50%), intestine și piele. În celulă, apare în reticulul endoplasmatic neted și citosol . Biosinteza colesterolului servește ca bază pentru sinteza altor compuși steroizi . Etapele inițiale de sinteză sunt împărtășite cu cele ale altor izoprenoide .

În anii 1940, Bloch et al. a constatat că toți atomii de carbon ai colesterolului provin din acetat și ambii atomi sunt incluși în cantități egale. În prezent, a fost stabilit următorul lanț de biosinteză a colesterolului, care include mai multe etape. (Formarea compușilor intermediari ai acestei căi poate avea loc în alte moduri).

Sinteza mevalonatului

Sinteza mevalonatului se desfășoară în trei etape.

  1. Formarea acetoacetil-CoA din două molecule de acetil-CoA de către enzima tiolază acetoacetiltransferaza . Reacția este reversibilă. Apare în citosol.
  2. Formarea β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA din acetoacetil-CoA cu o a treia moleculă de acetil-CoA de către hidroximetilglutaril-CoA sintază (HMG-CoA sintază). Reacția este de asemenea reversibilă. Apare în citosol.
  3. Formarea mevalonatului prin reducerea HMG și scindarea HS-KoA de către hidroximetilglutaril-CoA reductază dependentă de NADP (HMG-CoA reductază). Apare în GEPR. Aceasta este prima reacție aproape ireversibilă din lanțul de biosinteză a colesterolului și, de asemenea, limitează rata de biosinteză a colesterolului. Au fost observate fluctuații zilnice în sinteza acestei enzime. Activitatea sa crește odată cu introducerea insulinei și hormonilor tiroidieni , scade cu postul, introducerea glucagonului , glucocorticoizilor .

Schema etapei:

Există și alte căi pentru sinteza mevalonatului.

Sinteza izopentenil pirofosfat

1, 2. În primul rând, acidul mevalonic este fosforilat de două ori cu ajutorul ATP: la 5-fosfomevalonat și apoi la 5-pirofosfomevalonat. 3. 5-pirofosfomevalonatul este fosforilat la 3 atomi de carbon, formând un produs intermediar instabil - 3-fosfo-5-pirofosfomevalonat. 4. Acesta din urmă este decarboxilat și defosforilat, se formează izopentenil pirofosfat .

Sinteza squalenului

  1. Izopentenil pirofosfat se izomerizează la dimetilalil pirofosfat.
  2. Condensarea izopentenil pirofosfat (C5) cu dimetilalil pirofosfat (C5) și formarea geranil pirofosfat (C10). Aceasta eliberează molecula de pirofosfat.
  3. Condensarea izopentenil pirofosfat (C5) cu geranil pirofosfat (C10). Se formează farnesil pirofosfat (C15) și se eliberează o altă moleculă de pirofosfat.
  4. Condensarea cap la cap a două molecule de farnesil pirofosfat (C15) și formarea squalenului (C30). Reacția continuă cu consumul de NADPH și sunt eliberate două molecule de pirofosfat. Moleculele de farnesil pirofosfat sunt condensate cu capete purtând grupări pirofosfat. Mai întâi, o grupare pirofosfat este scindată și se formează un pirofosfat intermediar de presqualen. El, la rândul său, este restaurat cu ajutorul NADPH. Al doilea pirofosfat pleacă. Se formează scualenă.

Începând cu squalen, produșii căii de biosinteză a colesterolului sunt insolubili în mediul acvatic și participă la reacții ulterioare prin asocierea cu proteinele de transfer de steroli (STP).

Sinteza lanosterolului

1. Sub acțiunea squalen epoxidazei se formează squalen epoxid.

2. Epoxidul de squalen este apoi ciclizat la lanosterol . În acest caz, gruparea metil de la C14 este transferată la C13, iar gruparea metil de la C8 este transferată la C14.

Sinteza colesterolului

Lanosterolul este transformat în membranele reticulului endoplasmatic neted în colesterol.

  1. Gruparea metil la C14 este oxidată și se formează 14-desmetillanosterol.
2. Încă doi metil sunt apoi îndepărtați la C4 pentru a forma zimosterol. 3. În plus , legătura dublă C8=C9 se deplasează în poziția C8=C7 și se formează Δ7,24-colestadienol. 4. Legătura dublă se mută apoi în poziția C5=C6 pentru a forma desmosterol. 5. După aceea, se restabilește o dublă legătură în lanțul lateral și se formează colesterol.

(Restabilirea dublei legături în lanțul lateral poate avea loc, totuși, în etapele anterioare ale biosintezei colesterolului.)

Alte căi de sinteză

La unele organisme, în timpul sintezei steroizilor, pot apărea și alte variante de reacții (de exemplu, calea non-mevalonat pentru formarea de molecule cu cinci atomi de carbon).

Literatură