Лецитинце важлива біологічно активна молекула, яка виконує багато основних фізіологічних функцій в організмі людини, наприклад, головний компонент клітинних мембран, нейромедіаторів і метаболізму ліпідів у печінці, тому дуже важливо зрозуміти її синтез. У цій статті будуть представлені всі шляхи синтезу лецитину з таких аспектів: шлях синтезу фосфатидилхоліну, шлях синтезу лецитину, шлях синтезу фосфоліпідів і шлях синтезу гліцеринфосфату жирних кислот.
1. Шлях синтезу фосфатидилхоліну:
Лецитин, також відомий як лецитин, є важливою фосфоліпідною речовиною, широко присутньою в тваринних і рослинних організмах. В організмах лецитин виконує низку важливих фізіологічних функцій, включаючи структуру клітинної мембрани, нейротрансмісію, метаболізм холестерину тощо.
Фосфатидилхолін є одним з найважливіших компонентів лецитину, якого в організмі людини досить багато. Біосинтез фосфатидилхоліну, як правило, завершується реакцією перенесення метилу, і її детальний шлях виглядає наступним чином:
1.1. Фосфатидилацилдіацилгліцерин (PA), утворений з жирних кислот і гліцерину, фосфорилюється CDP-ацилхоліном (CDP-холін) з утворенням фосфорилхоліну (PtdCho).
1.2. У той же час SAM (S-аденозилметіонін) забезпечує метилювання для метилювання метіонілхоліну (GPC) у жир-2-фосфоаденозилхолін (PC).
1.3. PtdCho та PC генерують фосфатидилінозитолхолін (PI-Cho) за допомогою реакції обміну, що каталізується жир-1-фосфоінозитидтрансферазою.
1.4. Потім PI-Cho перетворюється на фосфо-інозитолхолін (IP-Cho) шляхом дефосфорилювання.
Вище наведено загальний шлях синтезу фосфатидилхоліну, в якому першим і другим етапами є фосфорилхоліновий шлях (шлях Кеннеді), який в основному відбувається в ендоплазматичному ретикулумі та тілі Гольджі; третій і четвертий етапи - шлях інозитолфосфоліпідів, головним чином у цитоплазмі та в еозинофільних тільцях. Синтез фосфатидилхоліну вимагає участі різних ферментів і коферментів, таких як ЦДФ-ацилаза, САМ-аденілаза, фосфатидилінозитолаза і дефосфатаза.
2. Шлях синтезу лецитину:
Лецитин є важливим біологічним ліпідом, який широко існує в організмах і виконує важливі функції в підтримці структури та функції клітинної мембрани, нейротрансмісії та ліпідного обміну. До його основних компонентів належать фосфорилхолін, фосфорилацетилхолін і фосфорилкреатин, серед яких найбільший вміст у фосфорилхоліну, що становить більше половини загальної кількості лецитину. Процес синтезу лецитину включає кілька метаболічних шляхів і синергію різних ферментів, які відрізняються в різних типах клітин і різних тканинах. Нижче буде розглянуто основний шлях синтезу лецитину.
2.1. Гліцерофосфатний шлях (GPAT шлях):
Шлях гліцерофосфату є початковим етапом синтезу лецитину, і його процес в основному включає наступні етапи: гліцеролтрифосфат (G3P) поєднується з жирними кислотами для утворення ацилгліцерофосфату (LPA), а LPA далі генерує фосфатидинну кислоту (PA) через реакцію декарбоксилювання, Відновлення PA утворює CDP-ацилгліцерин (CDP-DAG), а CDP-DAG і холін, етаноламін та інші субстрати додатково синтезують лецитин через інозитолфосфоліпідний шлях. Фермент GPAT є ферментом, що визначає швидкість гліцеринфосфатного шляху, і його каталіз полягає в ацилюванні гліцеринтрифосфату та жирної кислоти для генерації LPA. Постачання субстратів, таких як холін, має здійснюватися через один із двох шляхів «фосфатидилювання інозиту» та «фосфатидилювання орнітину».
2.2. Інозитолфосфоліпідний шлях:
Інозитолфосфоліпідний шлях є одним із важливих шляхів синтезу лецитину, і його шлях пов’язаний із дифосфатним манітолним шляхом клітинної мембрани. Синтез фосфоліпідів інозиту в основному включає наступні два етапи: реакцію фосфатидилювання холіну або інозитолфосфату з ацилгліцеринфосфатом для генерації фосфогліцеринхоліну (PGC) або фосфогліцеринінозитолу (PGI), а потім через інозитолфосфогліцеринтрансферазу (PIT) і фосфогліцеринтрансферазу (PGT). ) перенести фосфогліцерин-холін або фосфогліцерин-інозит до молекули CDP-DAG з утворенням повної молекули лецитину. Фосфорилхолін, синтезований інозитолфосфоліпідним шляхом, становить близько 20 відсотків від загальної кількості лецитину.
2.3. Орнітинфосфоліпідний шлях:
Орнітинфосфоліпідний шлях є основним шляхом для синтезу орнітинфосфоліпідів. Цей шлях ґрунтується на гідролізі орнітину в клітині до аміаку та каталізі вуглекислого газу з утворенням піровиноградної кислоти та щавлевої кислоти, а потім реакції перенесення ацилу щавлевої кислоти та ацилгліцеролфосфату з отриманням фосфогліцерил щавлевої кислоти (PGS). Згодом PGS переносить фосфорну групу до молекули CDP-DAG за допомогою двох реакцій, що каталізуються ферментами (PSD і PSS), утворюючи повну молекулу лецитину. Фосфорилхолін, синтезований орнітинфосфоліпідним шляхом, становить близько 10 відсотків від загальної кількості лецитину.
3. Шлях синтезу фосфоліпідів:
Лецитин (фосфоліпід) є дуже поширеним фосфоліпідом, його основними компонентами є фосфогліцериди та холін, і він може широко використовуватися в продуктах харчування, медицині, пестицидах та інших галузях. Існує багато методів приготування лецитину, найбільш часто використовуваними є хімічні та біологічні методи.
Конкретний процес полягає в наступному:
1. Кафестол і амінокислоти:
У промисловому ферментері додають клітинний субстрат кафестол і амінокислоту, і після реакції бродіння утворюється ферментаційна рідина, що містить кафестол і амінокислоту.
2. Фосфорилювання:
Додайте відповідну кількість фосфорної кислоти до ферментаційного бульйону та за допомогою фосфорилази додайте фосфорну кислоту до гліцерину з утворенням гліцерофосфату. Серед них функція фосфорилази полягає в додаванні фосфорної кислоти до кафестолу та амінокислот.
3. Отримайте етаноламін жирної кислоти:
Гліцерофосфат і етаноламін жирної кислоти реагують ацилазою з утворенням лецитину. Серед них функція ацилази полягає в поєднанні жирної кислоти з фосфогліцеридом або спиртовим аміном для утворення лецитину.
4. Технологія іммобілізації ферментів:
Технологія дозволяє виробляти велику кількість ферментів, які можна використовувати повторно, що робить процес виробництва лецитину більш економічно ефективним. Фермент іммобілізується на каоліні для перенесення груп жирних кислот на етаноламін з утворенням лецитину, який має хорошу можливість повторного використання.
Фосфоліпід є одним з найважливіших компонентів лецитину, і шлях його синтезу включає різні субстрати. Фосфорна кислота (пентозофосфатний шлях) є субстратом 1-гідроксигліцеринової кислоти, що утворюється під час метаболізму цукру; субстратна фосфатидна кислота утворюється підкисленням; ЦДФ-холін можна отримати реакцією метилювання; Утворюються субстрати піруват і метилвалонат; амінокислоти лізин і лейцин можуть бути отримані декарбоксилюванням; субстрати калій і метіонін можуть бути використані як субстрати реакції, які каталізують реакцію «два в одному» CDP холінфосфату.
4. Шлях синтезу гліцеринфосфату жирної кислоти:
Шлях синтезу гліцеринфосфату жирної кислоти є ще одним шляхом для біосинтезу лецитину, в якому немає холіну, його основними субстратами є жирні кислоти та тартрат, а тригліцерид можна отримати шляхом каталізу ацилінаркозилсинтази. Згодом під дією тригліцерид-ацилтрансферази між 2-гідроксигліцерином і тартратом утворюється фосфатний зв’язок, утворюючи молекулярну структуру гліцеринфосфату жирної кислоти, який є попередником лецитину.
Таким чином, шляхи синтезу лецитину включають шляхи синтезу фосфатидилхоліну, шляхи синтезу лецитину, шляхи синтезу фосфоліпідів і шляхи синтезу гліцеринфосфату жирних кислот. Серед них шлях синтезу фосфатидилхоліну та шлях синтезу лецитину подібні один до одного, і обидва реагують через проміжну сполуку CDP-хлороцтової кислоти; Шлях синтезу фосфоліпідів використовує більше субстратів, включаючи субстрати, що утворюються в результаті метаболізму цукру та шляхів окислення. Субстрати та субстрати, отримані в результаті реакцій декарбоксилювання; основною функцією шляху синтезу гліцеринфосфату жирної кислоти є формування молекулярної структури попередника лецитину.