Βιοσυνθέσεις από τους μεταβολίτες του κύκλου του Κρεμπς. Το ακέτυλοσυνένζυμοΑ: Μέρος 1ο .Οι στερόλες, η χοληστερόλη, οι στεροειδείς ορμόνες, τα χολικά οξέα

Βιοσυνθέσεις από τους μεταβολίτες του κύκλου του Κρεμπς. Το ακέτυλοσυνένζυμοΑ:  Μέρος 1ο .Οι στερόλες, η χοληστερόλη, οι στεροειδείς ορμόνες, τα χολικά οξέα

της Δήμητρας Σπανού, χημικού, καθηγήτριας Δευτ/θμιας Εκπ/σης μόνιμη στο 1ο Γυμν. Δάφνης

 

υπό κατασκευή

ΒΙΟΣΥΝΘΕΣΕΙΣ ΑΠΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΤΕΣ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΚΡΕΜΠΣ

 Ο κύκλος του Κρεμπς εκτός από τον βασικό μεταβολικο κύκλο του καταβολισμού λειτουργεί και σαν δίσκος περιστροφής . Από τους μεταβολίτες του Κυκλου Κρεμπσ περνάμε σε αναβολικές πορείς από τις οποίες  βιοσυντίθενται και εξασφαλίζονται οι απαραίτητες για τον οργανισμό οργανικές ουσίες. 

Το συνένζυμο Α και τα ακυλοσυνένζυμαΑ

Αποτέλεσμα εικόνας για συνένζυμο α

Το ακέτυλοσυνένζυμοΑ είναι ένα από τα ακυλοσυνένζυμα Α που προέρχονται από το συνένζυμο Α, το οποίο μπορεί να παραλάβει καρβοξυλικά οξέα (οξικό, ηλεκτρικό κ.α.) με δεσμό της τελικής ομάδας -SH, πλούσιο σε ενέργεια. Η -SH είναι η  καθοριστική ομάδα για την αντιδραστικότητα του 

 

συνενζύμου Α είναι η ομάδα -SH  ανήκει στην κυστείνη. 

Τα ακυλοσυνένζυμαΑ δημιουργούνται όταν η ομάδα -SH  του συνενζύμουΑ  δεσμεύει τα οξέα σε έναν πολύ δραστικό θειοεστέρα. RCOSCoA

 

 Βιοσυνθέσεις από το ακέτυλοσυνένζυμο Α

Αποτέλεσμα εικόνας για ακετυλοσυνένζυμο Α

Εδώ θα δούμε τα προιόντα που παίρνουμε στην αρχή του κύκλου από το ακέτυλοσυνένζυμοΑ.

Το ακέτυλο συνένζυμο Α προέρχεται από την γλυκόλυση αλλά και την διάσπαση λιπαρών οξέων . 

Το οξύ που συνδέεται με το συνένζυμοΑ είναι το οξικό οξύ και μπορούμε έτσι  να το θεωρήσουμε σαν το ενεργοποιημένο οξικό οξύ.

 Πλην των πολλών βιοσυνθέσεων όπως των λιπαρών οξέων και των στερολών το συναντούμεκαι σε άλλες περιπτώσεις εφόσον, είναι ο βασικός φορέας και δωρητής ακυλοομάδων στο σώμα, 

Για τις συνθέσεις από το ακέτυλο CoA  χρειάζεται ενέργεια (ΑTP) και ανάλογα ένζυμα.

 

ΣΤΕΡΟΛΕΣ

Οι στερόλες περιέχουν τον τετραμελή στεροειδή δακτύλιο με τα 17 άτομα άνθρακα που κατασκευάζεται στον οργανισμό από το ακέτυλοσυνένζυμοΑ. 

Figure 1 στεροειδής δακτύλιοςImage result for sterol frame biosynthesis

 

 

H χοληστερόλη:

 Μια από τις πιο απαραίτητες ουσίες για τους ζωικούς οργανισμούς αλλά και επικίνδυνη όταν αυξηθεί υπερβολικά. Βιοσύνθεση από ακετυλοσυνένζυμοΑ κυρίως στα ηπατικά κύτταρα.

Θεωρητικά , χοληστερόλη μπορούν να συνθέσουν όλα τα κύτταρα όμως η σύνθεσή της γίνεται κυρίως στα ηπατικά κύτταρα, αλλά  οχι στα μιτοχόνδρια ή στους πυρήνες των κυττάρων.

  Εξωκυτταρικά σε μεγάλο βαθμό από την βλενογόνο των εντέρων, από τα επινεφρίδια, τα γεννητικά όργανα και σε περιπτώσεις από τον εγκέφαλο.

Figure 2

Για να γίνει η βιοσύνθεσή της οι δομικές μονάδες είναι διττανθρακικές που ενεργοποιούνται και μετατρέπονται σε ακέτυλοσυνένζυμοΑ. Για την σύνθεση ακόμα χρειάζονταιμια καύσιμη ύλη (ουσία που οξειδώνεται και για να περέχει ενέργεια π.χ. γλυκόζη), νικοτιναμίδη ή  NAD, φωσφόρο, οξυγόνο

18 μόρια οξικού οξέος σχηματίζουν ένα μόριο χοληστερίνης

αρχικά 

  • Δύο μόρια του ακέτυλοσυνένζυμουΑ (που είναι το ενεργοποιημένο οξικό οξύ) σχηματίζεται το ακετο-ακέτυλοσυνένζυμοΑ
  • το ακετο-ακέτυλοσυνένζυμοΑ αντιδρά με ένα άλλο μόριο ενεργοποιημένου οξικού οξέος (ακέτυλοσυνένζυμουα) για να δώσει την ένωση                   β υδρόξυ-β-μεθυλο-γλουταρυοσυνένζυμοΑ
      
  • Το β υδρόξυ-β-μεθυλο-γλουταρυοσυνένζυμοΑ μετασχηματίζεται σε μεβαλονικό οξύ και αυτό σε πεντανθρακικές μονάδες ισοπρενίου.
  • Image result for από μεβαλονικό οξύ ισοπρένιομε συμπύκνωη 6 μονάδων ισοπρενίου  σχηματίζεται το σκουαλένιο
  • από το σκουαλένιο σχηματίζεται στην συνέχεια  ο στεροειδής δακτύλιος των τεσσάρων δακτυλίων
  • σχηματίζεται η χοληστερόλη

Αποτέλεσμα εικόνας για nicotinamide chemical formula

 Παράγοντες που μπορούν να αυξήσουν την παραγωγή της είναι τροφικοί όπως η κατανάλωση ουδέτερου λίπους της τροφής (άμεση παραγωγή διττανθρακικών μονάδων) ή ορμονική

  • όπως  οι ορμόνες θυρεοειδούς.

Η χοληστερίνη αποτελεί συστατικό των μεμβρανών των κυττάρων όπου παρεμβάλεται  μεταξύ των μορίων των φωσφολιποειδών σχηματίζοντας δίκτυο συγκράτησης αυτών, εφ όσον τα φωσφολιποειδή συνδέονται επίσης και με τα λευκώματα.

Αλλά επίσης συνδέεται με πρωτείνες στις λιποπρωτείνες όπου υπάρχουν πυκνές μεμβράνες και έτσι την συναντάμε στο συκώτι, την σπονδυλική στήλη, τον εγκέφαλο και τα αθηρώματα (από όπου και η κακή της φήμη).

 

ΣΤΕΡΟΕΙΔΕΙΣ ΟΡΜΟΝΕΣ

 

Αποτέλεσμα εικόνας για aldosterone chemical structure

Αποτέλεσμα εικόνας για testosterone estradiol progesterone

Οι ορμόνες αυτές συντίθενται με μητρική ουσία τη χολιστερόλη, δεν αποθηκεύονται αλλά χρησιμοποιούνται άμεσα. Aνεξάρτητα του ιστού στον οποίο παράγονται οι στεροειδείς ορμόνες, η  χοληστερόλη πρέπει πρώτα να αποκόψει την πλευρική της αλυσίδα ώστε να μετατραπεί σε  πρεγνενολόνη Αποτέλεσμα εικόνας για cholesterol to pregnenolone

 

Σπουδαιότερες από τις στεροειδείς ορμόνες που παράγονται  είναι η αλδοστερόλη και η κορτιζόλη από τον φλοιό των επινεφριδίων, 

 καθώς και οι ορμόνες του φύλου τεστοστερόνη από τους όρχεις, οιστραδιόλη από τα ωοθηλάκια και προγεστερόνη από το ωχρό σωμάτιο

 

Αποτέλεσμα εικόνας για steroid hormones chem production

 

 

 

Σύνδεση στερεοειδών με πρωτείνες και λιπαρά στον οργανισμό

 

1. Η τεστοστερόνη  δεσμεύεται από σφαιρίνη για την μεταφορά της στο αίμα

 

Αποτέλεσμα εικόνας για CoA:cholesterol acyltransferase (ACAT)2. Στο αίμα η χοληστερόλη βρίσκεται συνδεδεμένη με λιποπρωτείνες σαν συστατικό τους . Εστεροποιείται, αφού το 3 ΟΗ της χοληστερόλης  ακυλιώνεται με λιπαρά οξέα

3. Η χοληστερόλη  στο νευρικό σύστημα, η χοληστερόλη παίρνει μέρος στον σχηματισμό μυελίνης.

 

Αποτέλεσμα εικόνας για cholisterine with proteins

4. Στις μεμβράνες η χοληστερόλη βρίσκεται μαζύ με τα φωσφολιποειδή

 

Αποτέλεσμα εικόνας για cholisterine with proteins

 

5. Η ενδοκυτταρική χοληστερόλη μεταφέρεται δεσμευμένη σε πρωτείνες 

 

6. Οι στεροειδείς ορμόνες είναι λιπίδια και μεταφέρονται στο αίμα συνδεδεμένες με ειδικές πρωτείνες τις  σφαιρίνες 

 

 

ΧΟΛΙΚΟ ΟΞΥ ΚΑΙ ΧΟΛΙΚΑ ΑΛΑΤΑ Αποτέλεσμα εικόνας για bile salts cholic acid

Στο ήπαρ παράγονται τα χολικά οξέα σαν τελικό προιόν μεταβολισμού της χοληστερόλης.Στα χολικά οξέα έχουμε cis σύνδεση δακτυλίων και υρροξυλομάδες σε α θέση.Αποτελούν το 80% των οργανικών ενώσεων στην χολή και η λειτουργία τους είναι  να διασπόυν λιπαρά της τροφής που τα γαλακτωματοποιούν. Τα ελεύθερα χολικά οξέα μπορούν να συνδεθούν στο ήπαρ με γλυκίνη ή ταυρίνη. Από τα χολικά οξέα που εκκρίνονται στο πεπτικό το μεγάλο ποσοστό επαναρρωφάται στο έντερο 

 Από το χολικό οξύ παράγουν τα χολικά άλατα τα οποία αν και απαιτούν πολύ ενέργεια για την κατασκευή τους , είναι απαραίτητα για τον οργανισμό.

 

ΠΗΓΕΣ

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Peter Karlson

https://el.winesino.com/diet-nutrition/nutrition/1013096819.html

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3191736/

https://slideplayer.gr/slide/11637498/

https://ebooks.edu.gr/modules/ebook/show.php/DSGL-C120/480/3166,12758/

The Adapa Project600 × 228

https://physrev.physiology.org/content/86/4/1237

chemistry.gravitywaves.com601 × 134 

https://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/chm452/lectur20.htm

Η χημική ένωση του μήνα: 5'-Αδενοσινο-τριφωσφορικό οξύ (ATP)

 

 

Αποτέλεσμα εικόνας για testosterone estradiol progesterone