Biosynteza cholesterolu - lokalizacja, przebieg, regulacja.
Synteza zachodzi w cytoplazmie, zarówno w cytosolu, jak i w siateczce endoplazmatycznej.
2acetylo-CoA pod wpływem tiolazy (z udziałem H2O, wydziela się CoA - SH) przechodzi w acetoacetylo-CoA.
Acetylo-CoA + acetoacetylo-CoA pod wpływem syntazy β-hydroksy-β-metyloglutarylo-CoA (j.w.) przechodzi w β-hydroksy-β-metyloglutarylo-CoA
Te dwie powyższe reakcje zachodzą w cytosolu.
β-hydroksy-β-metyloglutarylo-CoA pod wpływem reduktazy β-hydroksy-β-metyloglutarylo-CoA (z udziałem 2 cząsteczek NADPH+2H+, wydziela się 2NADP+ i CoA-SH) przekształca się do mewalonianu
fosforylacja mewalonianu (2ATP w 2ADP) do pirofosforanu mewalonianu
dekarboksylacja i dehydraktacja pirofosforanu mewalonianu do pirofosforanu izopentylu (IPP) - 5C
izomeryzacja IPP do pirofosforanu dimetyloallilu (DPP) - 5C
kondensacja IPP i DPP (z wydzieleniem pirofosforanu) do pirofosforanu geranylu GPP - 10C
GPP + IPP (-pirofosforan) => pirofosforan farnezylu FPP - 15C
FPP + FPP pod wpływem syntazy skwalenowej przechodzi w skwalen (30C) + 2Ppi
Skwalen pod wpływem monooksygenazy skwalenowej O2 i na DPH + H+ przechodzi w wyniku cyklizacji i hydroksylacji w lanosterol (30C), który poprzez:
- odłączenie grup metylowych przy C4 (2 grupy) i przy C14 (1 grupa)
- przemieszczenie podwójnego wiązania z C8 do C5
- redukcja podwójnego wiązania przy C24
(reakcje katalizowane przez enzymy w siateczce endoplazmatycznej) przechodzi w cholesterol C27
Reakcje od 3 przebiegają w mitochondrium.
Ad.3)-etap ograniczający
regulacja reduktazy HMG-CoA:
inhibitory kompetycyjne - niektóre leki np. lowastyna
glukagon => fosforylacja enzymu - jego inaktywacja
insulina => defosforylacja enzymu - jego aktywacja
cholesterol (także egzogenny) powoduje zatrzymanie na etapie transkrypcji enzymu (samoregulacja)
2. Lipooksygenaza i cyklooksygenaza - rola biologiczna.
Lipooksygenaza - rola w biosyntezie leukotrienów.
Leukotrieny są produktami przekształceń kwasu arachidonowego. Pod wpływem lipooksygenaz kwas ten przekształca się w różne kwasy hydroperoksyeikozatetranenowe (HPETE):
- 5-lipooksygenaza => 5-HPETE =>5-HETE =>leukotrieny
- 12-lipooksygenaza =>12-HPETE => 12-HETE
- 15-lipooksygenaza => 15-HPETE => 15-HETE
Lipooksygenazy należą do dioksygenaz, enzymów wprowadzającyh do substratu po dwa atomy tlenu. Heterogenność tych enzymów sprawia,że powstają różne izomeryczne postacie HPETE (patrz wyżej), różniące się miejscem wiązania tlenu.
HPETE są niestabilne,redukowane do HETE pod wpływem swoistych peroksydaz. Lekotrieny powstaja z 5-HPETE w reakcji katalizowanej przez syntezę LTA4 (która ulega dalszym przekształceniom - powstają LTB4,LTC4,LTD4,LTE4).
Cyklooksygenaza - rola w biosyntezie prostaglandyn.
Substratami zużywanymi w biosyntezie prostaglandyn są 20-węglowe, nienasycone kwasy tłuszczowe. Najważniejszym z nich jest kwas arachidonowy, z którego powstają następujące prostaglandyny: PGE2, PGA2, PGF2α. Synteza prostaglandyn katalizowana jest przez kompleks wieloenzymatyczny, zwany syntezą prostaglandynową. Głównym enzymem tego kompleksu jest cyklooksygenaza. Enzym tezn powoduje cyklizację substratu między C8 i C12 oraz wbudowanie do cząsteczki czterech atomów tlenu. Powstaje prostaglandyna G2 (PGG2), zawierająca 9,11-endonadtlenek i 15-hydronadtlenek. Redukcja grupy 15-hydronadtlenkowej przez 2 cząsteczki glutationu zredukowanego,katalizowanej przez syntezę PGH2, zamienia PGG2 w PGH2, z którego powstają poszczególne prostaglandyny (które głównie zależy od narządu).
3. Primosom =>Harper
Harper,rozdział 38 (str.518) =>replikacja DNA=>tworzenie widełek replikacyjnych
Widełki replikacyjne składają się z:
1)helikazy DNA (rozplatającej krótki fragment macierzystego dwupasmowego DNA)
2)primaza DNA (zapoczątkowuje biosyntezę cząsteczki RNA,która jest niezbędna do rozpoczęcia biosyntezy DNA)
3)polimeraza DNA (zapoczątkowuje syntezę nowego siostrzanego pasma)
4)białka SSB (wiążą się z ssDNA i zapobiegaja jego przedwczesnej denaturacji do dsDNA).
Holoenzym polimerazy III wiąże się z matrycą DNA jako część wielobiałkowego kompleksu,który składa się z różnych czynników pomocniczych polimerazy (β,γ,δ,δ',τ). Syntetyzuje DNA jedynie w kierunku 5' do 3' i tylko jedna z różnych typów polimeraz jest włąćzona w replikację w obrębie widełek. Ponieważ pasma DNA są przeciwrównoległe, polimerazy działają symetrycznie. Na pasmie wiodącym DNA jest syntetyzowany w sposób ciągły. Na pasmie opóźnionym jako krótkie fragmenty (Okazaki). Fragmenty Oakzaki muszą być syntetyzowane w kolejności w każdych widełkach. Aby ten proces mógł nastąpić, helikaza działa na pasmie opóźnionym, by rozwinąć dsDNA w kierunku 5' do 3'.Helikaza towarzyszy prymazie,aby zapewnić jej dostęp do matrycy, co pozwala na wytorzenie primeru RNA na pasmie opóźnionym i potem rozpoczęcie replikacji DNA przez polimerazę (polimerazy nei mogłyby zainicjować syntezy de novo). Ten ruchliwy kompleks primazy i helikazy to primusom. Gdy synteza fragmentu Okazaki jest ukończona i polimeraza odszczepiona,syntetyzuje się nowy primer. Ta sama cząsteczka polimerazy zostaje zasocjowana z widełkami replikacyjnymi,aby wziąć udział w syntezie kolejnego fragmentu.