Lecitīnsir svarīga bioloģiski aktīva molekula, kurai cilvēka organismā ir daudzas fizioloģiskas pamatfunkcijas, piemēram, galvenā šūnu membrānu sastāvdaļa, neirotransmiteri un lipīdu metabolisms aknās, tāpēc ir ļoti jēgpilni izprast tās sintēzi. Šajā rakstā visi lecitīna sintēzes ceļi tiks iepazīstināti no šādiem aspektiem: fosfatidilholīna sintēzes ceļš, lecitīna sintēzes ceļš, fosfolipīdu sintēzes ceļš un taukskābju glicerīna fosfāta sintēzes ceļš.
1. Fosfatidilholīna sintēzes ceļš:
Lecitīns, pazīstams arī kā lecitīns, ir svarīga fosfolipīdu viela, kas plaši sastopama dzīvnieku un augu organismos. Organismā lecitīns veic dažādas svarīgas fizioloģiskas funkcijas, tostarp šūnu membrānas struktūru, neirotransmisiju, holesterīna metabolismu utt.
Fosfatidilholīns ir viena no svarīgākajām lecitīna sastāvdaļām, kas cilvēka organismā ir diezgan daudz. Fosfatidilholīna biosintēze parasti tiek pabeigta ar metilpārneses reakciju, un tās detalizētais ceļš ir šāds:
1.1. Fosfatidilacildiacilglicerīns (PA), kas veidojas no taukskābēm un glicerīna, tiek fosforilēts ar CDP-acilholīnu (CDP-holīns), lai iegūtu fosforilholīnu (PtdCho).
1.2. Tajā pašā laikā metilēšanu nodrošina SAM (S-adenozilmetionīns), lai metilētu metionilholīnu (GPC) tauku -2-fosfoadenozilholīnā (PC).
1.3. PtdCho un PC ģenerē fosfatidilinositola holīnu (PI-Cho), izmantojot apmaiņas reakciju, ko katalizē tauku -1-fosfoinositīda transferāze.
1.4. Pēc tam PI-Cho defosforilējot tiek pārveidots par fosfoinozīta holīnu (IP-Cho).
Iepriekš minētais ir kopējais fosfatidilholīna sintēzes ceļš, kurā pirmais un otrais solis ir fosforilholīna ceļš (Kennedy ceļš), kas galvenokārt notiek endoplazmatiskajā retikulumā un Golgi ķermenī; trešais un ceturtais posms ir inozitola fosfolipīdu ceļš, galvenokārt citoplazmā un eozinofīlajos ķermeņos. Fosfatidilholīna sintēzei ir nepieciešama dažādu enzīmu un koenzīmu, piemēram, CDP acilāzes, SAM adenilāzes, fosfatidilinozitolāzes un defosfatāzes, līdzdalība.
2. Lecitīna sintēzes ceļš:
Lecitīns ir svarīgs bioloģiskais lipīds, kas plaši sastopams organismos, un tam ir svarīgas funkcijas šūnu membrānas struktūras un funkcijas uzturēšanā, neirotransmisijā un lipīdu metabolismā. Tās galvenās sastāvdaļas ir fosforilholīns, fosforilacetilholīns un fosforilkreatīns, starp kuriem fosforilholīnam ir visaugstākais saturs, kas veido vairāk nekā pusi no kopējā lecitīna daudzuma. Lecitīna sintēzes process ietver vairākus vielmaiņas ceļus un dažādu enzīmu sinerģiju, kas ir atšķirīgi dažādos šūnu tipos un dažādos audos. Galvenais lecitīna sintēzes ceļš tiks apspriests turpmāk.
2.1. Glicerofosfāta ceļš (GPAT ceļš):
Glicerofosfāta ceļš ir lecitīna sintēzes sākotnējais posms, un tā process galvenokārt ietver šādas darbības: glicerīna trifosfāts (G3P) savienojas ar taukskābēm, veidojot acilglicerofosfātu (LPA), un LPA tālāk rada fosfatidskābi (PA), izmantojot dekarboksilēšanas reakciju, PA samazināšana ražo CDP-acilglicerīnu (CDP-DAG), un CDP-DAG un holīns, etanolamīns un citi substrāti tālāk sintezē lecitīnu caur inozīta fosfolipīdu ceļu. GPAT enzīms ir glicerīna fosfāta ceļa ātrumu noteicošais enzīms, un tā katalīze ir acilēt glicerīna trifosfātu un taukskābes, lai radītu LPA. Substrātu, piemēram, holīna, piegāde jāveic, izmantojot vienu no diviem veidiem: "inositola fosfatidilēšana" un "ornitīna fosfatidilēšana".
2.2. Inozīta fosfolipīdu ceļš:
Inozīta fosfolipīdu ceļš ir viens no svarīgākajiem lecitīna sintēzes ceļiem, un tā ceļš ir saistīts ar šūnu membrānas difosfāta mannīta ceļu. Inozitola fosfolipīdu sintēze galvenokārt ietver šādus divus posmus: holīna vai inozitola fosfāta fosfatidilēšanas reakciju ar acilglicerīna fosfātu, lai iegūtu fosfoglicerīna holīnu (PGC) vai fosfoglicerīna inozitolu (PGI), un pēc tam caur inozitola fosfolipīdu pārnesi (PGGlikāzi) Phosolphosphosol. T ) pārnes fosfoglicerīna holīnu vai fosfoglicerīna inozītu uz CDP-DAG molekulu, lai izveidotu pilnīgu lecitīna molekulu. Fosforilholīns, ko sintezē inozitola fosfolipīdu ceļš, veido aptuveni 20 procentus no kopējā lecitīna daudzuma.
2.3. Ornitīna fosfolipīdu ceļš:
Ornitīna fosfolipīdu ceļš ir galvenais ornitīna fosfolipīdu sintēzes ceļš. Šis ceļš balstās uz ornitīna hidrolīzi šūnā par amonjaku un oglekļa dioksīda katalīzi, lai iegūtu pirovīnskābes un skābeņskābi, un pēc tam skābeņskābes un acilglicerīna fosfāta acilpārneses reakciju, lai iegūtu fosfoglicerilskābeņskābi (PGS). Pēc tam PGS pārnes fosfora grupu uz CDP-DAG molekulu, izmantojot divas enzīmu katalizētas reakcijas (PSD un PSS), radot pilnīgu lecitīna molekulu. Fosforilholīns, ko sintezē ornitīna fosfolipīdu ceļš, veido apmēram 10 procentus no kopējā lecitīna daudzuma.
3. Fosfolipīdu sintēzes ceļš:
Lecitīns (fosfolipīds) ir ļoti izplatīts fosfolipīds, tā galvenie komponenti ir fosfoglicerīdi un holīns, un to var plaši izmantot pārtikā, medicīnā, pesticīdos un citās jomās. Ir daudz lecitīna sagatavošanas metožu, visbiežāk tiek izmantotas ķīmiskās metodes un bioloģiskās metodes.
Konkrēts process ir šāds:
1. Kafestols un aminoskābes:
Rūpnieciskajā fermentatorā tiek pievienots šūnu substrāts kafestols un aminoskābe, un pēc fermentācijas reakcijas tiek izveidots fermentācijas šķidrums, kas satur kafestolu un aminoskābi.
2. Fosforilēšana:
Pievienojiet atbilstošu daudzumu fosforskābes fermentācijas buljonam un izmantojiet fosforilāzi, lai pievienotu fosforskābi glicerīnam, veidojot glicerofosfātu. Starp tiem fosforilāzes funkcija ir pievienot fosforskābi kafestolam un aminoskābēm.
3. Izveidojiet taukskābes etanolamīnu:
Glicerofosfāts un taukskābes etanolamīns tiek reaģēts ar acilāzi, veidojot lecitīnu. Starp tiem acilāzes funkcija ir apvienot taukskābes ar fosfoglicerīdu vai spirta amīnu, veidojot lecitīnu.
4. Enzīmu imobilizācijas tehnoloģija:
Šī tehnoloģija ļauj ražot lielu daudzumu fermentu un tos var izmantot atkārtoti, padarot lecitīna ražošanas procesu rentablāku. Enzīms tiek imobilizēts uz kaolīna, lai pārnestu taukskābju grupas uz etanolamīnu, veidojot lecitīnu, kam ir laba atkārtota izmantošana.
Fosfolipīds ir viens no svarīgākajiem lecitīna komponentiem, un tā sintēzes ceļā tiek iesaistīti dažādi substrāti. Fosforskābe (pentozes fosfāta ceļš) ir substrāts 1-hidroksiglicerīnskābe, ko ražo cukura metabolisms; substrāts fosfatīdskābe tiek ražota paskābinot; CDP-holīnu var iegūt ar metilēšanas reakciju; Tiek ražoti substrāti piruvāts un metilvalonāts; aminoskābes lizīns un leicīns var iegūt dekarboksilējot; substrātus kāliju un metionīnu var izmantot kā reakcijas substrātus, kas katalizē CDP holīna fosfāta reakciju divi vienā.
4. Taukskābju glicerīna fosfāta sintēzes ceļš:
Taukskābju glicerīna fosfāta sintēzes ceļš ir vēl viens lecitīna biosintēzes ceļš, kurā nav holīna, tā galvenie substrāti ir taukskābes un tartrāts, un triglicerīdu var iegūt ar acilinarkozilsintāzes katalīzi. Pēc tam, iedarbojoties triglicerīdu aciltransferāzei, starp 2-hidroksiglicerīnu un tartrātu veidojas fosfāta saite, veidojot taukskābes glicerīna fosfāta, kas ir lecitīna prekursors, molekulāro struktūru.
Rezumējot, lecitīna sintētiskie ceļi ietver fosfatidilholīna sintētisko ceļu, lecitīna sintētisko ceļu, fosfolipīdu sintētisko ceļu un taukskābju glicerīna fosfāta sintētisko ceļu. Tostarp fosfatidilholīna sintēzes ceļš un lecitīna sintēzes ceļš ir līdzīgi viens otram, un abi reaģē caur CDP-hloretiķskābes starpproduktu; fosfolipīdu sintēzes ceļā tiek izmantots vairāk substrātu, tostarp substrāti, ko ražo cukura metabolisma un oksidācijas ceļi. Substrāti un substrāti, kas iegūti dekarboksilēšanas reakcijās; taukskābju glicerīna fosfāta sintēzes ceļa galvenā funkcija ir lecitīna prekursoru molekulārās struktūras veidošana.