Lecitinasyra svarbi biologiškai aktyvi molekulė, kuri žmogaus organizme atlieka daug pagrindinių fiziologinių funkcijų, tokių kaip pagrindinis ląstelių membranų komponentas, neurotransmiteriai, lipidų apykaita kepenyse, todėl labai prasminga suprasti jos sintezę. Šiame straipsnyje bus pristatyti visi lecitino sintezės keliai iš šių aspektų: fosfatidilcholino sintezės kelias, lecitino sintezės kelias, fosfolipidų sintezės kelias ir riebalų rūgščių glicerolio fosfato sintezės kelias.
1. Fosfatidilcholino sintezės kelias:
Lecitinas, taip pat žinomas kaip lecitinas, yra svarbi fosfolipidinė medžiaga, plačiai paplitusi gyvūnų ir augalų organizmuose. Organizmuose lecitinas atlieka įvairias svarbias fiziologines funkcijas, įskaitant ląstelių membranų struktūrą, neurotransmisiją, cholesterolio metabolizmą ir kt.
Fosfatidilcholinas yra vienas iš svarbiausių lecitino komponentų, kurio žmogaus organizme yra gana daug. Fosfatidilcholino biosintezė paprastai baigiama metilo pernešimo reakcija, o jos išsamus būdas yra toks:
1.1. Iš riebalų rūgščių ir glicerolio susidaręs fosfatidilacildiacilglicerolis (PA) yra fosforilinamas CDP-acilcholinu (CDP-cholinu), kad susidarytų fosforilcholinas (PtdCho).
1.2. Tuo pačiu metu SAM (S-adenozilmetioninas) metilina metionilcholiną (GPC) į riebalų -2-fosfoadenozilcholiną (PC).
1.3. PtdCho ir PC generuoja fosfatidilinozitolio choliną (PI-Cho) per mainų reakciją, kurią katalizuoja riebalų -1-fosfoinozitido transferazė.
1.4. Tada PI-Cho paverčiamas fosfoinozitolio cholinu (IP-Cho) defosforilinant.
Aukščiau pateiktas bendras fosfatidilcholino sintezės kelias, kurio pirmasis ir antrasis etapai yra fosforilcholino kelias (Kennedy kelias), kuris daugiausia vyksta endoplazminiame tinkle ir Golgi kūne; trečiasis ir ketvirtasis žingsniai yra inozitolio fosfolipidų kelias, daugiausia citoplazmoje ir eozinofiliniuose kūnuose. Fosfatidilcholino sintezei reikalingas įvairių fermentų ir kofermentų, tokių kaip CDP acilazė, SAM adenilazė, fosfatidilinozitolazė ir defosfatazė, dalyvavimas.
2. Lecitino sintezės kelias:
Lecitinas yra svarbus biologinis lipidas, plačiai paplitęs organizmuose ir atliekantis svarbias funkcijas palaikant ląstelių membranų struktūrą ir funkciją, neurotransmisiją ir lipidų metabolizmą. Pagrindiniai jo komponentai yra fosforilcholinas, fosforilacetilcholinas ir fosforilkreatinas, tarp kurių fosforilcholinas turi didžiausią kiekį ir sudaro daugiau nei pusę viso lecitino kiekio. Lecitino sintezės procesas apima daugybę medžiagų apykaitos takų ir įvairių fermentų, kurie skiriasi skirtinguose ląstelių tipuose ir audiniuose, sinergiją. Pagrindinis lecitino sintezės būdas bus aptartas toliau.
2.1. Glicerofosfato kelias (GPAT kelias):
Glicerofosfato kelias yra pradinis lecitino sintezės etapas, o jo procesas daugiausia apima šiuos etapus: glicerolio trifosfatas (G3P) susijungia su riebalų rūgštimis, kad susidarytų acilo glicerofosfatas (LPA), o LPA toliau generuoja fosfatido rūgštį (PA) per dekarboksilinimo reakciją, PA redukcija gamina CDP-acilglicerolį (CDP-DAG), o CDP-DAG ir choliną, etanolaminą ir kitus substratus toliau sintetina lecitiną per inozitolio fosfolipidų kelią. GPAT fermentas yra greitį lemiantis glicerolio fosfato kelio fermentas, o jo katalizė yra acilinti glicerolio trifosfatą ir riebalų rūgštį, kad susidarytų LPA. Substratai, tokie kaip cholinas, turi būti tiekiami vienu iš dviejų būdų – „inozitolio fosfatidilinimo“ ir „ornitino fosfatidilinimo“.
2.2. Inozitolio fosfolipidų kelias:
Inozitolio fosfolipidų kelias yra vienas iš svarbių lecitino sintezės būdų, o jo kelias yra susijęs su ląstelės membranos difosfato manitolio keliu. Inozitolio fosfolipidų sintezė daugiausia apima šiuos du etapus: cholino arba inozitolio fosfato fosfatidilinimo reakciją su acilglicerolio fosfatu, kad susidarytų fosfoglicerolio cholinas (PGC) arba fosfoglicerolio inozitolis (PGI), o vėliau per inozitolio fosfato pernešimą (inozitolio fosfato pernešimas) T ) perkelti fosfoglicerolio choliną arba fosfoglicerolio inozitolį į CDP-DAG molekulę, kad susidarytų visa lecitino molekulė. Fosforilcholinas, susintetintas inozitolio fosfolipidų keliu, sudaro apie 20 procentų viso lecitino kiekio.
2.3. Ornitino fosfolipidų kelias:
Ornitino fosfolipidų kelias yra pagrindinis ornitino fosfolipidų sintezės kelias. Šis kelias priklauso nuo ornitino hidrolizės ląstelėje iki amoniako ir anglies dioksido katalizavimo, kad susidarytų piruvo rūgštis ir oksalo rūgštis, o tada oksalo rūgšties ir acilglicerolio fosfato acilo perdavimo reakcija, kad būtų gauta fosfogliceriloksalo rūgštis (PGS). Vėliau PGS perduoda fosforo grupę į CDP-DAG molekulę per dvi fermentų katalizuojamas reakcijas (PSD ir PSS), sukurdamas visą lecitino molekulę. Fosforilcholinas, susintetintas ornitino fosfolipidų keliu, sudaro apie 10 procentų viso lecitino kiekio.
3. Fosfolipidų sintezės kelias:
Lecitinas (fosfolipidas) yra labai paplitęs fosfolipidas, jo pagrindiniai komponentai yra fosfogliceridai ir cholinas, gali būti plačiai naudojamas maisto, medicinos, pesticidų ir kitose srityse. Yra daug lecitino paruošimo būdų, dažniausiai naudojami cheminiai ir biologiniai metodai.
Konkretus procesas yra toks:
1. Kafestolis ir aminorūgštys:
Pramoniniame fermentatoriuje dedamas ląstelės substratas kafestolis ir aminorūgštis, o po fermentacijos reakcijos susidaro fermentacijos skystis, kuriame yra kafestolio ir aminorūgšties.
2. Fosforilinimas:
Į fermentacijos sultinį įpilkite atitinkamą kiekį fosforo rūgšties ir naudokite fosforilazę, kad į glicerolį įpiltumėte fosforo rūgšties, kad susidarytų glicerofosfatas. Tarp jų fosforilazės funkcija yra pridėti fosforo rūgšties į kafestolį ir aminorūgštis.
3. Gaminkite riebalų rūgštį etanolaminą:
Glicerofosfatas ir riebalų rūgštis etanolaminas reaguoja su acilaze ir susidaro lecitinas. Tarp jų acilazės funkcija yra sujungti riebalų rūgštis su fosfogliceridu arba alkoholio aminu, kad susidarytų lecitinas.
4. Fermentų imobilizacijos technologija:
Ši technologija leidžia pagaminti didelius fermentų kiekius ir gali būti pakartotinai panaudoti, todėl lecitino gamybos procesas tampa ekonomiškesnis. Fermentas yra imobilizuotas ant kaolino, kad riebalų rūgščių grupės būtų perkeltos į etanolaminą, kad susidarytų lecitinas, kurį galima pakartotinai naudoti.
Fosfolipidas yra vienas iš svarbiausių lecitino komponentų, o jo sintezės kelias apima skirtingus substratus. Fosforo rūgštis (pentozės fosfato kelias) yra substratas 1-hidroksiglicero rūgštis, gaminama vykstant cukraus metabolizmui; substratas fosfatidinė rūgštis gaunama rūgštinant; CDP-cholinas gali būti gaunamas metilinimo reakcijos būdu; Gaminami substratai piruvatas ir metilvalonatas; aminorūgštys lizinas ir leucinas gali būti gaunamos dekarboksilinant; substratai kalis ir metioninas gali būti naudojami kaip reakcijos substratai, kurie katalizuoja CDP cholino fosfato reakciją du viename.
4. Riebalų rūgšties glicerolio fosfato sintezės kelias:
Riebalų rūgščių glicerolio fosfato sintezės kelias yra dar vienas lecitino biosintezės kelias, kuriame nėra cholino, pagrindiniai jo substratai yra riebalų rūgštys ir tartratas, o trigliceridą galima gauti katalizuojant acilinarkozilo sintazę. Vėliau, veikiant trigliceridų aciltransferazei, tarp 2-hidroksiglicerolio ir tartrato susidaro fosfatinė jungtis, kuri sudaro riebalų rūgšties glicerolio fosfato, kuris yra lecitino pirmtakas, molekulinę struktūrą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad lecitino sintetiniai keliai apima fosfatidilcholino sintetinį kelią, lecitino sintetinį kelią, fosfolipidų sintetinį kelią ir riebalų rūgščių glicerolio fosfato sintetinį kelią. Tarp jų fosfatidilcholino sintezės kelias ir lecitino sintezės kelias yra panašūs vienas į kitą ir abu reaguoja per CDP-chloracto rūgšties tarpinį produktą; fosfolipidų sintezės kelias naudoja daugiau substratų, įskaitant substratus, susidarančius cukraus metabolizmo ir oksidacijos keliuose. Substratai ir substratai, pagaminti dekarboksilinimo reakcijų metu; pagrindinė riebalų rūgščių glicerolio fosfato sintezės kelio funkcija yra formuoti lecitino pirmtakų molekulinę struktūrą.