Biosynteza elementów budulcowych - część I

WYDZIA! NAUK O "YWNO#CI I RYBACTWA CENTRUM BIOIMMOBILIZACJI I INNOWACYJNYCH

MATERIA!ÓW OPAKOWANIOWYCH

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" Mewalonianiskwalen

w synteziecholesterolu

Rozdzial^{27 739}

BIOSYNTEZA LIPIDÓW I STEROIDÓW

Kolejna wazna przeslanka, która pozwolila poznac biosynteze cholesterolu, bylo odkrycie, ze skwalen, weglowodór o trzydziestu atomach wegla, jest intermediatem w syntezie cholesterolu. Skwalen zawiera szesc jednostek izoprenu.

CH3

I

H2C=C-C=CH2H

CH3

(

CH3

) (

CH3

)

CH3 H3C-6=c-CH2- CH2-6=c-CH2 - CH2-C=6-CH2 -CH2-C=6-CH3

H H 2 H 2 H

izopren skwalen

Odkrycie to nasunelo pytanie, w jaki sposób jednostki izoprenu tworza sie z octanu?

octan ~ [izopren] ~ skwalen ~ cholesterol

C2 Cs C30 cn

H CH3 O

I I ,f'

H-C-CH2-C-CH2-C

I I

HO OH O

mewalonian

Odpowiedz przyszla niespodziewanie z niezaleznych badan nad mutantami bakteryjnymi. Wykazano, ze u mutantów wymagajacych octanu w pozywce moze on byc zastapiony przez mewalonian. Odkrycie mewalonianu bylo kluczowym etapem w wyjasnieniu szlaku biosyntezy cholesterolu, poniewaz wkrótce stwierdzono, ze szescioweglowy kwas mewalonowy moze ulegac dekarboksylacji do postulowanego piecioweglowego intermediatu, izoprenu Cs. Nastepnie, badania z uzyciem radioizotopów wykazaly, ze mewalonian jest istotnie prekursorem skwalenu i ze moze powstawac z octanu. Zak-

tywowanym izoprenowym intermediatem okazal sie piroJosJoran izopentenylu, który tworzy sie przez dekarboksylacje pochodnej mewalonianu. Droge syntezy cholesterolu z octanu mozna zatem przedstawic nastepujaco:

O o

H3C", ^{II II}

C-CH -CH -O-P-O-P-O-

,f' 2 2 ^{r I}

H2C 0- 0-

pirofosforanizopentenylu

octan ^~ mewalonian ^~ pirofosforan izopentenylu ^~ skwalen ^~ cholesterol

Cz Có Cs C30 CZ7

Acetylo-CoAi acetoacetylo-CoAkondensuja do 3-HMG-CoA,prekursoramewalonianu

Pierwszym etapem syntezy cholesterolu jest powstanie pirofosforanu izopen- tenylu z acetylo-CoA. Ta seria reakcji zaczyna sie od powstania 3-hydroksy-3- -metyloglutarylo-CoA (3-HMG-CoA) z acetylo-CoA i acetoacetylo-CoA.

acetoacetylo-CoA +

acetylo-CoA +

H20

O

C-S-CoAII I

CH2

I

"> HO-C-CH3

I

CH2 COo-I

3-hydroksy-3-metylo- glutarylo-CoA

acetylo-CoA

+

acetooctan

CH20H

I

CH2

I

HO-C-CH3 ^">

I

CH2

I

COo-

cholesterol

mewalonian

Rys. 27-11. Synteza i losy 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA -

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