Стерины биосинтез

Стерины. Формально стерины (стеролы) можно отнести к производным тетрациклических тритерпенов, но они составляют особую группу соединений, входящих в состав стероидов. Все стероиды имеют в молекуле циклическую структуру пергидроциклопентанофенантрена. У стеринов этот углеродный скелет дополнен у С(П) алифатическим заместителем, и они представляют собой циклические спирты. Стерины растений называют фитостеринами (см. схему 14.6, б). Биосинтез стеринов происходит на основе сквалена (см. рис. 14.4). [c.514]

Холестерин впервые был выделен из желчных камней еще в 1784 г., и с тех пор специалисты в области химии, биохимии, физиологии и медицины неизменно интересуются им. Достаточно сказать, что за исследования, связанные с этим стерином, было присуждено тринадцать нобелевских премий. Такое внимание объясняется важной ролью, которую играет эта молекула в биохимии и физиологии животных. Она составляет важнейший элемент структуры мембран всех клеток, всегда присутствует в плазме крови. В последнем случае водонерастворимый стерин удерживается в растворенном состоянии потому, что входит в состав мицелл, образованных его сложными эфирами с жирными кислотами, фосфолипидами и белками. Количество холестерина в человеческом организме достигает 150 г, из которых примерно 10 г находится в крови. Все животные, за исключением насекомых, обладают способностью к его биосинтезу, который происходит в печени. [c.263]

БИОСИНТЕЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ СТЕРИНОВ [56, 57] [c.501]

Путь биосинтеза стеринов [c.273]

Биосинтез растительных стеринов 501 [c.10]

Молекула изопрена состоит из пяти С-атомов. Поэтому в углеродных скелетах многих изопреноидов их количество кратно пяти. Такие вещества называются терпеноидами. В основу их классификации положено количество изопреновых фрагментов, участвующих в построении углеродного каркаса. Родоначальные соединения моно-, сескви-, ди- и тритерпеноидов были названы в разд. 1.2.2. С терпеноидами связаны и такие важные для жизни группы веществ, как стерины и стероиды. Они образуются из тритерпеноид-ных биогенетических предшественников путем потери части атомов углеродного скелета. И хотя число углеродных атомов в их молекулах не кратно пяти, стерины и стероиды классифицируются как ветви изопреноидного древа. Имеются и другие исключения из правила пяти . Другими словами, для отнесения вещества к классу изопреноидов надо знать путь его биосинтеза, а разбиение молекулы на изопреновые фрагменты — лишь удобный во многих случаях формальный признак, который не всегда применим. [c.77]

Так, применительно к дрожжам, инокулюм получают на средах, обеспечивающих полноценное развитие клеток, после чего основную среду с ацетатом (активатором биосинтеза стеринов), обогащенную источником углерода и содержащую пониженное количество азота (высокое значение /N), засевают сравнительно большим объемом инокулята. Культивирование дрожжей (ферментацию) проводят при температуре, близкой к максимальной для конкретного штамма, и выраженной аэрации (2% О2 в газовой фазе). Спустя 3—4 суток, в зависимости от ростовых характеристик и биосинтетической активности культуры, клетки сепарируют и подвергают вакуум-высушиванию. Затем сухие дрожжи облучают ультрафиолетовыми лучами — УФЛ (длина волны 280—300 нм) в течение оптимального по продолжительности времени, при требуемой температуре и с учетом примесных веществ. Эти контролируемые показатели, установленные опытным путем, указываются в регламентной документации. Облучение дрожжей можно проводить до сепарирования клеток в тонком слое 3% суспензии, учитывая малую проникающую способность УФА [c.451]

Каротиноиды, стерины, витамины группы D, убихиноны, витамины группы К — это очень большое количество природных соединений, у которых общие первоначальные стадии биосинтеза. Это одна группа терпенов или терпеноидов. Основным фрагментом для построения этих соединений является изопрен СН2 = С - СН = СН2. [c.263]

Каротиноиды, стерины, убихиноны относятся к терпенам и имеют общий путь биосинтеза. [c.266]

Именно на уровне этого соединения происходит расхождение путей биосинтеза каротиноидов и стеринов. В случае образования стеролов фарнезилпирофосфат димеризуется по типу хвост к хвосту с образованием сквалена С1д + С д —С30 (см. схему далее), с освобождением 2-х молекул пирофосфата. [c.274]

При этом в роли регуляторного фермента выступает ОМГ-КоА-редуктаза. Активность этого фермента очень низкая в анаэробных условиях, но она резко возрастает в аэробных условиях, способствуя биосинтезу стеринов. Есть и другие высказывания по ферментам, участвующим в регуляторных механизмах. [c.276]

Механизм биомиметических реакций циклизации и их ферментативных аналогов пока еще неясен, но подавляющее большинство данных говорит в пользу синхронного процесса, а не ступенчатого. Изучение таких неферментативных систем, моделирующих биосинтез стеринов, имеет фундаментальное значение, так как оно помогло бы. яснее представить процессы, которые, возможно, действуют со времен возникновения жизни на Земле. [c.341]

Пути биосинтеза стеринов на примере биосинтеза ланостерина, эргостерина, холестерина. Регуляция биосинтеза стеринов. [c.295]

ТЕСТОСТЕРОН igHjgOj — бесцветные кристаллы, т. пл. 155 С практически нерастворим в воде, хорошо растворим в большинстве органических растворителей. Т.— типичный андроген. Т. получают из стеринов, стероидных сапогенинов, стероидных алкалоидов. Биосинтез Т. в организме человека и животных осуществляется из холестерина. Т. применяют в виде его сложных эфиров для лечения раковых опухолей, яичников и молочной железы у женщин, для стимулирования половой функции мужчин. [c.248]

Стероидные углеводороды не очень важны, в то время как стероидные спирты, называемые стеринами или стеролами, для которых характерно наличие гидроксильной группы на кольце А, относятся к очень важным для биохимии соединениям. В зависимости от источника получения они делятся на животные стерины — зоостерины и растительные стерины — фито-стерины. Стерины образуются из сквалена биохимическим путем, причем промежуточным продуктом при биосинтезе зоосте- [c.224]

Следует упомянуть, что не все алкалоиды получены из аминокислот известны представители, биосинтез которых осуществляется из стеринов (соланин, соласодин). Точно так же не удается установить непосредственной связи эфедрина и хинина (стр. 441) с аминокислотами, однако эти немногие исключения не могут поколебать того положения, что для большинства алкалоидов следует признать их тесную связь с последними. [c.417]

См. лит. при ст. Каучуки синтетические. ИЗОПРЕНОИДЫ, природные соед., рассматриваемые как продукты превращ. изопрена, напр, его полимеризации, циклизации, окисления (на самом деле путь биосинтеза И. иной). К И. относятся терпены и их производные, стерины, стероиды, каучук натуральный, гуттаперча и др. Нек-рые И.— структурные фрагменты антибиотиков, витаминов, гормонов животных. [c.212]

Регуляция биосинтеза стеринов. Известно, что при анаэробном сущ ествовании дрожжей стеринообразование заторможено. Замечено, что подавляюпдее действие на биосинтез эргостерина сахаромицетами оказывают кислые липиды, выделенные из этих же дрожжей. Было высказано предположение, что истинным ингибитором являются кислые липиды, которые образуются из эргостерина, и что подавление синтеза происходит на уровне восстановления З-9К-симетилглутарил-КоА (ОМГ-КоА) в мевалоновую кислоту следую-ш им образом. [c.275]

Несмотря на относительную стабильность, мембранные компоненты химически не инертны. Они сами подвержены метаболическим превращениям под действием окислительных ферментов, локализованных внутри мембран или на их поверхности. Мембраны содержат также хиноны и другие низкомолекулярные катализаторы. Окислительные реакции играют важную роль в модификации гидрофобных компонентов мембран. Например, стерины, простагландины и другие вещества, обладающие регуляторными свойствами, первоначально синтезируются в форме гидрофобных цепей, связанных с водорастворимыми переносчиками (гл. 12). В мембранах могут накапливаться гидрофобные продукты биосинтеза (так, предшественниками простаглан-динов служат полиненасыщенные жирные кислоты фосфолипидов). Однако при взаимодействии с кислородом в молекулах этих соединений образуются гидроксильные группы, что приводит к постепенному увеличению их способности растворяться в воде. По мере того как гидрофильность соединения возрастает благодаря последовательному гидроксилированию, гидрофобные компоненты мембран неизбежно переходят в водный раствор и полностью включаются в процесс метаболизма. Другим процессом, в котором липиды мембран активно разрушаются, является гидролиз под действием фосфолипаз. [c.356]

Ряд стеринов, найденных в высших растениях, содержат A -транс-двойную связь. Стереохимия элиминирования водорода от атомов С-22 и С-23 в пориферастерине исследовалась с применением мевалонатов, стереоспецифически меченных при С-2 и С-5. Суммарный процесс включает ( ис-отщепление 22-рго- Я)- и 23-р/ 0-(./ )-водородных атомов. При биосинтезе эргостерина удаляется 22-рго-(3)-ятом водорода. Вероятно, что при деметилировании скелета одна из метильных групп при С-4 теряется раньше, чем происходит деметилирование при атоме С-14 на такую возможность указывает распространенность циклоэукаленола (64) среди высших растений. Однако многие другие стереохимические особенности биосинтеза стеринов в растениях аналогичны таковым в биосинтезе животных. [c.502]

Эта реакция является конечной стадией одного из путей биосинтеза холестерина. Показано, что в этой и двух других реакциях этого типа перенос водорода происходит из /гро-5-положения NADPH непосредственно к С-25 атому стерина. Протон, заимствованный из среды [в уравнении (8-43) он обозначен звездочкой], включается в гранс-положение-по отношению к Н-иону из NADPH. Протон всегда присоединяется к. более отрицательно заряженному концу двойной связи, т. е. его присоединение происходит в соответствии с правилом Марковникова. Это, по-видимому, указывает на то, что протонирование двойной связи может предшествовать переносу Н [86]. [c.249]

По-видимому, реакция проходит через стадию образования карбоний-иона при атаке протоном атома кислорода в эпоксидном кольце [уравнение (12-31)] [77]. Ток электронов (одновременный или поэтапный) приводит к замыканию всех четырех колец, а карбоний-ион остается у места присоединения боковой цепи к кольцу О [уравнение (12-31), этап а]. Перестройка структуры, ведущая к образованию лано-стерина [уравнение (12-31), этап б], является примечательной реакцией, которая сопряжена с перемещением одного гидрид-иона и двух метильных групп, как показано стрелками в уравнении (12-31). Кроме того, при этом имеет место уход водорода в форме протона из положения С-9 Ланостерин используется в организме животных в качестве предшественника других стеринов. В растениях же, где холестерин отсутствует или содержится в очень небольшом количестве, основным предшественником при биосинтезе стеринов служит циклоартенол. Как показано в уравнении (12-31), этап в, для образования циклоартенола необходимо смещение протона (в виде гидрид-иона) и вытеснение им метильной группы у С-8. Отщепление протона от прилегающей метильной группы позволяет замкнуться циклопропановому кольцу. [c.580]

Было высказано много предположений о возможности образования активного изопренового фрагмента из таких соединений, как лейцин и сенециевая (Р, 3-диметилакриловая) кислота. Многие ранние исследования в основном были посвящены изучению стероидов вследствие их важного биологического значения. Первые исследования биосинтеза начались вскоре после установления структуры этих соединений. В 1937 г. Зондерхоф [4] одним из первых применил метод меченых атомов для решения биосинтетических проблем. При выращивании дрожжевых клеток на среде, содержащей тридейтероуксусную кислоту, он обнаружил, что образующиеся в них стерины содержат большое количество дейтерия. Исследования, начатые в 1946 г. Блохом [5], Корнфортом и Прп-чаком [6], с использованием уксусной кислоты (1), меченной " С по метильной или по карбоксильной группе [1], привели к установлению пути ее превращения в стероиды. Этими экспериментами было показано, что атомы углерода метильной и карбоксильной групп чередуются в углеродном скелете холестерина (7) [7], а боковые метильные группы образуются из метильной группы уксусной кислоты. [c.483]

В 1926 г. Чэннон [12] высказал предположение, что сквален (6) может быть промежуточным звеном в биосинтезе стеринов, а в 1934 г. Робинсон предположил [13], что при превращении в холестерин молекула сквалена складывается строго определенным образом (8). Блох в 1952 г. установил, что углеродные атомы боковой цепн холестерина (7) образуются из ацетата согласно изопреновому правилу , а несколько позднее Корнфорт и Попчак установили происхождение углеродных атомов в кольце А и ангулярного атома С-19. Однако в 1953 г. Блох показал [14], (то углеродные атомы С-13 и С-7 образуются не из карбоксильной группы уксусной кислоты, как должно было бы быть, если бы в процессе биосинтеза реализовалась конформация (8), а из ее метильной группы. Этот факт в сочетании с появившимися тогда же данными о структуре ланостерина (9) позволил Вудварду и Блоху пред- [c.484]

Алкилирование боковой цепи 5-аденозилметионином с образованием 24-метиленстеринов может происходить как на стадии, предшествующей удалению связанных с циклами метильных групп, так и на гораздо более поздней стадии последнее наблюдается в случае биосинтеза эргостерина [53]. В молекулах тех стеринов, которые содержат этильную группу в боковой цепи, источником обоих дополнительных углеродных атомов служит метионин. Алкилирование сопровождается миграцией водородного атома от С-24 к С-25. [c.502]

Вскоре появилось экспериментальное подтверждение роли сквалена и ланостерина в биосинтезе стеринов. Так, введение в пищу <рысам меченого ацетата приводило к образованию меченого сквалена, а затем меченого холестерина. [c.485]

Первоначально предполагалось, что биологическая циклизация сквалена с образованием ланостерина (43) инициируется атакой формального катиона 0Н+. Чен и Блох [37] установили, что циклизация сквалена является аэробным процессом ланостерин, образующийся в присутствии НаО или Нг О, не содержит дейтерия или 0, но в присутствии 02 получается меченый продукт. Таким образом, в процессе не участвует свободный, частично циклизован-ный интермедиат, для дальнейшей циклизации которого требуется повторное протонирование. В 1966 г. Кори и Ван Тамелен [38] обнаружили еще один промежуточный продукт в биосинтезе стеринов— 2,3-эпоксисквален (41). Было показано, что это соединение играет принципиальную роль в образовании многих тритерпенов. Установлено, что радиоактивная метка из сквалена легко [c.494]

Заключительная стадия биосинтеза холестерина включает насыщение двойной связи в боковой цепи и миграцию двойной связи в ядре. Восстановление А2 -двойиой связи в стерине, например в десмостерине, включает присоединение Н+ к С-24 и гидрид-иона из Ы.ЛОРН к С-25. Этот процесс заключается в цис-присоедпиенни водорода с /-е-стороны двойной связи. Изомеризация двойной связи ядра состоит в миграции ее в положение 7, последующем дегидрировании, приводящем к образованию 7-дегидрохолестерина [c.496]

Насекомым требуется пища, содержащая стерины, которые необходимы для образования гормонов линьки ряда экдизона [55]. В этом случае скелетной трансформации также предшествует модификация боковой цепи. Холестерин превращается в 7-дегидрохолестерин путем потери 7 - и 8[1-водородных атомов и последующего окисления с образованием характерной системы 14а-гидрокси-7-ен-6-она. Как было показано в опытах с применением меченых субстратов, в процессе биосинтеза экдистерона (62) Зр,14а-дигидр-окси-5[ -холестен-7-он-6 (61) гидроксилируется сначала по С-25 и затем по С-22 и С-21. В организмах травоядных насекомых происходит деалкилирование боковой цепи фитостеринов с образованием экдизона. Весьма примечательно, что соединения экдизо-нового ряда образуются в заметных количествах и в некоторых растениях биосинтез таких фитоэкдизонов также изучен. [c.499]

До 1959 г. холестерин считался чисто животным метаболитом. Теперь известно, что он достаточно широко распространен и в мире растений, но всегда как минорный ингредиент. В наземных растениях, грибах, водорослях и отчасти у микроорганизмов мембранообразующую функцию исполняют другие стерины, содержащие, как правило, дополнительные углеродные атомы в боковой цепи. Их биосинтез протекает через производные циклоартана (см. разд. 2.5.2.1). При этом сначала происходит алкилирование боковой цепи, а лишь затем последовательная потеря метильных групп, начиная с находящихся у С4. Биосинтез растительных стеринов может останавливаться на промежуточных стадиях. Продукты этих стадий находят в некоторых растениях как стабильные природные вещества. Основываясь на этом и на экспериментах с мечеными атомами, ключевые этапы биосинтеза фитостеринов можно представить схемой 66. [c.263]

Уже было сказано, что основным стерином животного мира является холестерин. Кроме выполнения структурной функции в составе клеточных мембран, он служит субстратом для биосинтеза стероидных соединений. В организме млекопитающих большая часть эндогенного и пищевого холестерина расходуется на биосинтез желчных кислот. Последние образуются из него серией реакций окисления и восстановления, ведущих к веществам с укороченной боковой цепью и с гидроксильными заместителями в тетрацик-лическом остове. Двойная связь холестерина в ходе этих метаболических превращений насыщается, а циклы А/В оказываются г/с-сочлененными, т.е. желчные кислоты принадлежат к стереохимическому ряду копростана. Желчь человека и других млекопитающих содержит четыре основные стероидные кислоты холевую 2.987, хенодезоксихолевую 2.988, дезоксихолевую 2.989 и литохолевую 2.990. Первые две называют первичными, остальные — вторичными желчными кислотами. Деление на первичные и вторичные вводится потому, что только вещества 2.987 и 2.988 синтезируются в печени. Остальные — это продукты трансформации первых микроорганизмами кишечника. [c.274]

Стерины относятся к тритерпеновым соединениям и биосинтез их, также как биосинтез каротиноидов - тетратерпенов, подчиняется изопреновому правилу. Как было рассмотрено в предыдущей теме, терпеновые соединения построены из изопреновых фрагментов [c.273]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология