lecitínje dôležitá biologicky aktívna molekula, ktorá má v ľudskom tele mnoho základných fyziologických funkcií, ako je hlavná zložka bunkových membrán, neurotransmitery a metabolizmus lipidov v pečeni, preto je veľmi zmysluplné pochopiť jej syntézu. V tomto článku budú predstavené všetky cesty syntézy lecitínu z nasledujúcich aspektov: cesta syntézy fosfatidylcholínu, cesta syntézy lecitínu, cesta syntézy fosfolipidov a cesta syntézy glycerolfosfátu mastných kyselín.
1. Cesta syntézy fosfatidylcholínu:
Lecitín, tiež známy ako lecitín, je dôležitá fosfolipidová látka široko prítomná v živočíšnych a rastlinných organizmoch. V organizmoch hrá lecitín rôzne dôležité fyziologické funkcie, vrátane štruktúry bunkovej membrány, neurotransmisie, metabolizmu cholesterolu atď.
Fosfatidylcholín je jednou z najdôležitejších zložiek lecitínu, ktorý je v ľudskom tele pomerne hojný. Biosyntéza fosfatidylcholínu je vo všeobecnosti dokončená prostredníctvom reakcie prenosu metylu a jej podrobná cesta je nasledovná:
1.1. Fosfatidylacyldiacylglycerol (PA) vytvorený z mastných kyselín a glycerolu je fosforylovaný CDP-acylcholínom (CDP-cholín) za vzniku fosforylcholínu (PtdCho).
1.2. Súčasne metyláciu zabezpečuje SAM (S-adenosylmetionín) na metyláciu metionylcholínu (GPC) na tukový-2-fosfoadenosylcholín (PC).
1.3. PtdCho a PC generujú fosfatidylinozitolcholín (PI-Cho) prostredníctvom výmennej reakcie katalyzovanej tukovou-1-fosfoinozitidtransferázou.
1.4. PI-Cho sa potom premení na fosfo-inozitolcholín (IP-Cho) defosforyláciou.
Vyššie uvedené je totálna syntéza fosfatidylcholínu, v ktorej prvým a druhým krokom je fosforylcholínová dráha (Kennedyho dráha), ktorá sa vyskytuje hlavne v endoplazmatickom retikule a Golgiho teliesku; tretím a štvrtým krokom je inozitol fosfolipidová dráha, hlavne v cytoplazme a v eozinofilných telách. Syntéza fosfatidylcholínu vyžaduje účasť rôznych enzýmov a koenzýmov, ako je CDP acyláza, SAM adenyláza, fosfatidylinozitoláza a defosfatáza.
2. Cesta syntézy lecitínu:
Lecitín je dôležitý biologický lipid, ktorý sa bežne vyskytuje v organizmoch a má dôležité funkcie pri udržiavaní štruktúry a funkcie bunkovej membrány, neurotransmisii a metabolizme lipidov. Medzi jeho hlavné zložky patrí fosforylcholín, fosforylacetylcholín a fosforylkreatín, medzi ktorými má najvyšší obsah fosforylcholín, ktorý tvorí viac ako polovicu celkového množstva lecitínu. Proces syntézy lecitínu zahŕňa viacero metabolických dráh a synergiu rôznych enzýmov, ktoré sa líšia v rôznych typoch buniek a rôznych tkanivách. Hlavná cesta syntézy lecitínu bude diskutovaná nižšie.
2.1. Glycerofosfátová dráha (GPAT dráha):
Glycerofosfátová dráha je počiatočným krokom syntézy lecitínu a jej proces zahŕňa najmä tieto kroky: glyceroltrifosfát (G3P) sa kombinuje s mastnými kyselinami za vzniku acylglycerofosfátu (LPA) a LPA ďalej vytvára kyselinu fosfatidovú (PA) prostredníctvom dekarboxylačnej reakcie, Redukcia PA produkuje CDP-acylglycerol (CDP-DAG) a CDP-DAG a cholín, etanolamín a ďalšie substráty ďalej syntetizujú lecitín prostredníctvom inozitolovej fosfolipidovej dráhy. Enzým GPAT je enzým určujúci rýchlosť glycerolfosfátovej dráhy a jeho katalýzou je acylácia glyceroltrifosfátu a mastnej kyseliny za vzniku LPA. Dodávanie substrátov, ako je cholín, sa musí uskutočňovať prostredníctvom jednej z dvoch ciest "inozitol fosfatidylácie" a "ornitín fosfatidylácie".
2.2. Inozitol fosfolipidová dráha:
Inozitol fosfolipidová dráha je jednou z dôležitých dráh syntézy lecitínu a jej dráha súvisí s difosfátovou manitolovou dráhou bunkovej membrány. Syntéza inozitol fosfolipidov zahŕňa hlavne tieto dva kroky: fosfatidylačnú reakciu cholínu alebo inozitol fosfátu s acylglycerol fosfátom za vzniku fosfoglycerolcholínu (PGC) alebo fosfoglycerol inozitolu (PGI), a potom prostredníctvom inozitolu, fosfoglycerol transferázy (PIT) a fosfoglycerol transferázy (PGT ) preniesť fosfoglycerolcholín alebo fosfoglycerolinozitol do molekuly CDP-DAG za vzniku kompletnej molekuly lecitínu. Fosforylcholín syntetizovaný inozitol fosfolipidovou cestou predstavuje asi 20 percent z celkového množstva lecitínu.
2.3. Ornitín fosfolipidová dráha:
Ornitín fosfolipidová dráha je hlavnou dráhou syntézy ornitín fosfolipidov. Táto dráha sa opiera o hydrolýzu ornitínu v bunke na amoniak a katalýzu oxidu uhličitého za vzniku kyseliny pyrohroznovej a kyseliny šťaveľovej a potom reakciu prenosu acylu kyseliny šťaveľovej a acylglycerolfosfátu za vzniku kyseliny fosfoglyceryloxalovej (PGS). Následne PGS prenesie fosforovú skupinu na molekulu CDP-DAG prostredníctvom dvoch enzýmovo katalyzovaných reakcií (PSD a PSS), čím sa vytvorí kompletná molekula lecitínu. Fosforylcholín syntetizovaný ornitínovou fosfolipidovou dráhou predstavuje asi 10 percent z celkového množstva lecitínu.
3. Cesta syntézy fosfolipidov:
Lecitín (fosfolipid) je veľmi bežný fosfolipid, jeho hlavnými zložkami sú fosfoglyceridy a cholín a môže byť široko používaný v potravinárstve, medicíne, pesticídoch a iných oblastiach. Spôsobov prípravy lecitínu je mnoho, najčastejšie používané sú chemické metódy a biologické metódy.
Konkrétny proces je nasledovný:
1. Cafestol a aminokyseliny:
V priemyselnom fermentore sa pridá bunkový substrát cafestol a aminokyselina a po fermentačnej reakcii sa vytvorí fermentačná kvapalina obsahujúca cafestol a aminokyselinu.
2. Fosforylácia:
Pridajte vhodné množstvo kyseliny fosforečnej do fermentačného bujónu a použite fosforylázu na pridanie kyseliny fosforečnej do glycerolu za vzniku glycerofosfátu. Medzi nimi je funkciou fosforylázy pridanie kyseliny fosforečnej do cafestolu a aminokyselín.
3. Vytvorte etanolamín mastnej kyseliny:
Glycerofosfát a etanolamín mastnej kyseliny reagujú acylázou za vzniku lecitínu. Medzi nimi je funkciou acylázy kombinovať mastnú kyselinu s fosfoglyceridom alebo alkoholamínom za vzniku lecitínu.
4. Technológia imobilizácie enzýmov:
Táto technológia umožňuje produkciu veľkého množstva enzýmov, ktoré je možné opätovne použiť, vďaka čomu je proces výroby lecitínu nákladovo efektívnejší. Enzým je imobilizovaný na kaolíne, aby preniesol skupiny mastných kyselín na etanolamín za vzniku lecitínu, ktorý má dobrú znovupoužiteľnosť.
Fosfolipid je jednou z najdôležitejších zložiek lecitínu a jeho syntéza zahŕňa rôzne substráty. Kyselina fosforečná (pentózafosfátová dráha) je substrát 1-hydroxyglycerínovej kyseliny produkovanej metabolizmom cukrov; substrát kyseliny fosfatidovej sa vyrába okyslením; CDP-cholín možno získať metylačnou reakciou; Vyrábajú sa substráty pyruvát a metylvalonát; aminokyseliny lyzín a leucín možno získať dekarboxyláciou; substráty draslík a metionín sa môžu použiť ako reakčné substráty, ktoré katalyzujú reakciu CDP cholín fosfátu dva v jednom.
4. Cesta syntézy glycerolfosfátu mastnej kyseliny:
Cesta syntézy glycerolfosfátu mastných kyselín je ďalšou cestou biosyntézy lecitínu, v ktorej nie je žiadny cholín, jeho hlavnými substrátmi sú mastné kyseliny a tartrát a triglycerid je možné získať katalýzou acylinarkozylsyntázy. Následne sa pôsobením triglyceridacyltransferázy vytvorí fosfátová väzba medzi 2-hydroxyglycerolom a tartarátom za vzniku molekulárnej štruktúry glycerolfosfátu mastnej kyseliny, ktorý je prekurzorom lecitínu.
Stručne povedané, syntetické cesty lecitínu zahŕňajú syntetickú cestu fosfatidylcholínu, syntetickú cestu lecitínu, syntetickú cestu fosfolipidov a syntetickú cestu glycerolfosfátu mastných kyselín. Medzi nimi sú cesta syntézy fosfatidylcholínu a cesta syntézy lecitínu navzájom podobné a obe reagujú cez medziprodukt CDP-kyselina chlóroctová; cesta syntézy fosfolipidov využíva viac substrátov, vrátane substrátov produkovaných metabolizmom cukrov a oxidačnými cestami. Substráty a substráty vyrobené dekarboxylačnými reakciami; hlavnou funkciou cesty syntézy glycerolfosfátu mastných kyselín je vytvorenie prekurzorovej molekulárnej štruktúry lecitínu.