Биосинтез полисахаридов и предшественников макромолекул, страница 2

 

 

Холестерол (холестерин) – стероидный компонент мембран эукариотических клеток и предшественник стероидных гормонов. Биосинтез стеринового скелета состоит из четырех этапов.

1.  Синтез мевалоновой кислоты – ключевого соединения синтеза изопреноидов, решающая стадия образования холестерола. Последовательные конденсации трех молекул ацетил-СоА, катализируемые ацетил-СоА ацетилтрансферазой и гидроксиметилглутарил-СоА  синтазой,  приводят  к  образованию

в-гидрокси-в-метилглутарил-СоА. Последующее восстановление гидроксиметилглутарил-СоА редуктазой карбонильной группы последнего продукта до спиртовой с помощью NADPH отщепляет СоА и дает мевалоновую кислоту.

2.    Образование активного изопрена. Последовательное фосфорилирование и декарбоксилирование мевалоновой кислоты с помощью трех молекул АТР приводят к образованию «активного изопрена», изопентенилпирофосфата (5С), ферменты этих трех реакций – мевалонат киназа, 5-фосфомевалонат киназа и пирофосфомевалонат декарбоксилаза.

3.    Синтез сквалена (30 С). При конденсации изопентилпирофосфата   с   его   изомером   –

3,3-диметилаллилпирофосфатом, образуются последовательно геранилпирофосфат (10 С) (диметилаллилтрансфераза) и фарнезилпирофосфат (15 С) (геранилтрансфераза), две молекулы последнего при восстановительной конденсации образуют сквален (С 30, сквален синтетаза).

4.    Превращение сквалена в холестерол. Сквален, окисляясь, циклизуется ланостерол  синтазой с  образованием  ланостерола  (С 30), модификация которого приводит к образованию холестерола (С 27) (холестерол синтаза) – пергидроциклопентанофенантрена, характерной для стероидов структуре.

Холестерол – предшественник стероидных гормонов, желчных кислот, витамина D.

Схема синтеза холестерола представлена ниже.

 

4.3. Биосинтез нуклеотидов

Нуклеотиды являются важнейшими биополимерами клетки и участвуют практически во всех биохимических процессах.

Фосфорибозилпирофосфат (PrPP) является донором рибозофосфатного остатка нуклеотидов и ключевым промежуточным   продуктом биосинтеза   His   и   Trp.   PRPP   в

б-конфигурации синтезируется из АТР и рибозо-5-фосфата, который образуется в реакциях пентозофосфатного пути:

 

Синтез пуриновых нуклеотидов. После активации рибозо-фосфата начинается сборка пуринового кольца. Биосинтез пуринов de novo можно разделить на два этапа. Первый этап – это образование  5-аминоимидазолрибонуклеотида  из  PRPP  (реакции

1–5). Первой решающей стадией I этапа является образование 5-фосфорибозиламина из PRPP и Gln, при замещении пирофосфатной группы на аминогруппу б-конфигурация атома С-1 переходит в в-конфигурацию, которая является природной гликозидной связью нуклеотидов:

 

Далее к фосфорибозиламину присоединяется Gly (2), затем б-аминогруппа остатка Gly формилируется метенилтетрагидрофолатом (3). Амидная группа в образующемся рибонуклеотид α-N-формилглицинамиде превращается в амидиновую при переносе атома азота из Gln (4). В последней реакции этого этапа после дегидратации происходит замыкание полного пятичленного кольца пуринового основания (5).

Далее приведены последовательные реакции синтеза пуринов.

Реакции первого этапа синтеза катализируют следующие ферменты: 1 – б-5-фосфорибозил-1-пирофосфат амидотрансфераза; 2 – фосфорибозилглицинамид синтетаза; 3 –глицинамидрибонуклеотид   трансформилаза;   4  –

N-формилглицинамидинрибонуклеотид   амидолигаза;   5  –

5-аминоимидазолрибонуклеотид синтетаза.

Второй этап биосинтеза пуринов – это образование шестичленного   кольца   основания   инозината (гипоксантина)   из