מהם השלבים של סינתזת כולסטרול?

כולסטרוליש מגוון רחב של השפעות פיזיולוגיות בגוף, אך כאשר היא מוגזמת, היא עלולה להוביל להיפרכולסטרולמיה ולהשפעות שליליות על הגוף. מחקרים מודרניים מצאו כי טרשת עורקים, פקקת ורידים וכוליתיאזיס קשורות קשר הדוק להיפרכולסטרולמיה. אם זה פשוט כולסטרול גבוה, ויסות תזונתי הוא השיטה הטובה ביותר. אם זה מלווה גם ביתר לחץ דם, עדיף לעקוב אחר לחץ הדם ולהשתמש בתרופות להורדת לחץ דם כל עוד אושר על ידי רופא כיתר לחץ דם. היפרכולסטרולמיה היא גורם חשוב מאוד לטרשת עורקים, אז אנא שימו לב.

(קישור למוצר 1: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-cholesterol-powder.html)

(קישור למוצר 2: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/cholesterol-powder-cas-57-88-5.html )

הכולסטרול בטבע מצוי בעיקר במזונות מן החי, כאשר מעט צמחים מכילים כולסטרול ורוב הצמחים מכילים חומרים הדומים מבחינה מבנית לכולסטרול – סטרולים צמחיים. לסטרולים צמחיים אין השפעה אתרוגנית. ברירית המעי, סטרולים צמחיים (במיוחד סיטוסטרול) יכולים לעכב באופן תחרותי את ספיגת הכולסטרול. להלן שיטות סינתזה מעבדתיות נפוצות לעיון.

שיטה 1:

תהליך סינתזת הכולסטרול מורכב יחסית, עם כמעט 30 שלבי תגובה, וניתן לחלק את התהליך כולו לשלושה שלבים

יצירת COA 1.3-בהיר 3-מתיל-גלוטראלדהיד (HMGCOA)

בציטופלזמה, שלוש מולקולות של אתילן גליקול COA מזורזות על ידי תיוליאז וסינתאז HMCOA ליצירת HMGCOA, שהוא אותו מנגנון כמו יצירת גוף קטון. עם זאת, הלוקליזציה התוך תאית שונה, ותהליך זה מתרחש בציטופלזמה, בעוד יצירת גוף קטון מתרחש במיטוכונדריה של תאי הכבד. לכן, יש שתי קבוצות של איזואנזימים בתאי כבד שעוברים את התגובות לעיל בהתאמה.

2. יצירת חומצה מבלונית (MVA)

תחת הקטליזה של HMCOA רדוקטאז, HMGCoA צורך שתי מולקולות של NADPH+H+ ליצירת חומצה מתילולית (MVA)

תהליך זה הוא בלתי הפיך, ו-HMG CoA reductase הוא אנזים מגביל קצב לסינתזה של כולסטרול.

3. ייצור כולסטרול

MVA עובר זרחון, דה-פרוטאיניזציה, דה-אלקילציה ועיבוי ליצירת סקוואלן המכיל 30C, אשר לאחר מכן מזורז על ידי ציקלאז אנדופלזמי רטיקולום ו-oxynase לייצור סטרול לנולין. האחרון עובר תגובות מרובות כמו חיזור ובסופו של דבר מאבד שלושה Cs, וכתוצאה מכך לסינתזה של כולסטרול 27C.

שיטה 2:

שימוש באצטיל CoA וחומצה פלמיטית כחומרי גלם - תהליך סינתזה של כולסטרול דרך מסלול הקטוגלוטרט ניתן לחלק באופן גס לשלבים הבאים:

1. אצטיל CoA וחומצה פלמיטית מתעבים לאצטיל CoA בפעולת אצטיל CoA thiolyase. תגובה זו היא תגובת תיוליזה, והמוצר אצטילאצטיל CoA הוא תרכובת טבעת בעלת חמישה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

CH₃CO-CoA + CH₂(COOH)CH₂CH₂CH₂CH₃→ CH₃CO-CoA + CH₃קקאו

2. AcetylacetylCoA מגיב עם triphosphoglycerate תחת קטליזה של HMG-CoA synthase ליצירת HMG-CoA. תגובה זו היא תגובת עיבוי, והמוצר HMG-CoA הוא תרכובת טבעת בעלת שישה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

CH₃CO-CoA + H₂O → HMG-CoA + CH₃COOH

3. תחת הפעולה של HMG-CoA lyase, HMG-CoA מבוקע לתוך mevalonate. תגובה זו היא תגובת פיצוח, והמוצר mevalonate הוא תרכובת מחזורית בעלת חמישה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

HMG-CoA → CH₂=CH (CH₂) ₃CHO + CO₂

4. תחת הפעולה של mevalonate kinase, mevalonate מגיב עם ATP לייצור mevalonate pyrophosphate. תגובה זו היא תגובת זרחן, והתוצר mevalonate pyrophosphate הוא תרכובת בעלת אנרגיה גבוהה. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

CH₂=CH(CH₂)₃CHO + C₃H₇ClN₂O₂S → CH₂=CH (CH₂) ₃OPP + C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂

5. תחת הפעולה של סקוואלן ציקלאז, methylhydroxyvalerate pyrophosphate עובר מחזוריות ליצירת סקוואלן. תגובה זו היא תגובת מחזור, והמוצר סקוואלן הוא תרכובת מחזורית בעלת שבעה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

CH₂=CH (CH₂)₃OPP → (CH₂)₅C=O

6. בפעולה של סקוואלן רדוקטאז, סקוואלן מגיב עם NADPH+H+ ליצירת כולסטרול. תגובה זו היא תגובת הפחתה, והכולסטרול התוצר הוא תרכובת טבעת בעלת שישה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

(CH₂)₅C=O+NADPH + H⁺→ CH₂OH-(CHOH)₄-COOH

שיטה 3:

תהליך סינתזה של כולסטרול מאיסופטן פירופוספט דרך טבעת סקוואלן ניתן לחלק באופן גס לשלבים הבאים:

1. Isopentene pyrophosphate מגיב עם ATP תחת קטליזה של סקוואלן סינתאז כדי לייצר סקוואלן פירופוספט. תגובה זו היא תגובת זרחן, והתוצר סקוואלן פירופוספט הוא תרכובת בעלת אנרגיה גבוהה. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

C₅H₈O₄P + C₃H₇ClN₂O₂S → C₅H₈O₄P + C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂ + C₃H₇N

2. Squalene pyrophosphate מגיב עם NADPH+H+ תחת פעולת סקוואלן pyrophosphate reductase ליצירת סקוואלן. תגובה זו היא תגובת הפחתה, והמוצר סקוואלן הוא תרכובת מחזורית בעלת שבעה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

C5H8O4P-C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂+ NADPH + H⁺→ C₅H₈O + NADP⁺ + C₃H₇N

3. תחת פעולת סקוואלן ציקלאז, סקוואלן עובר מחזוריות לייצור כולסטרול. תגובה זו היא תגובה מחזורית, והכולסטרול התוצר הוא תרכובת מחזורית בעלת שישה איברים. המשוואה הכימית לשלב זה היא כדלקמן:

C₅H₈O + NADP⁺→ CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + NADPH + H⁺ + C₃H₇N

מבנה הכולסטרול נקבע כבר בשנת 1930. בשנת 1941 גילו דייוויד ריטנברג וקונרדבלוך כי חומצה אצטית המסומנת במימן כבד היא מבשר של כולסטרול בחולדות ובעכברים. מאוחר יותר, התגלה כי שלד הפחמן של הסטרול ארגוסטרול בנוירוספוראסה נגזר כולו מחומצה אצטית. בשנת 1949, ג'יי בונר וב. ארגוין אישרו ששלוש מולקולות חומצה אצטית יכולות להתחבר וליצור יחידה פשוטה של ​​חמישה פחמנים, הידועה בשם איזופרן. הגילוי שלהם עולה בקנה אחד עם תחזיות קודמות של רוברט רובינסון, שהאמין שכולסטרול הוא תוצר מחזור של סקוואלן, שיכול להיווצר על ידי פילמור של איזופרן. בשנת 1952, בלוך ו-RLangdon אישרו שאכן ניתן להמיר סקוואלן לכולסטרול, והם הציעו ואישרו מסלול לביו-סינתזה של כולסטרול. בשנת 1953, בלוך ו-RB וודוורד הציעו את רעיון המחזוריות, אשר שונה מאוחר יותר. רק בשנת 1956 הוכח שהחומר ביניים הדומה לאיזופרן לא ידוע הוא חומצה מבלונית. הגילוי של חומצה מוולפרואית זיהה קשר ביניים לא פתור בביו-סינתזה של כולסטרול. מאז, המסלולים והסטריאוכימיה של ביוסינתזה של כולסטרול הובהרו בפירוט