Lecitinfontos biológiailag aktív molekula, amelynek számos alapvető élettani funkciója van az emberi szervezetben, mint például a sejtmembránok fő alkotóeleme, a neurotranszmitterek, valamint a lipid anyagcsere a májban, ezért nagyon értelmes megérteni szintézisét. Ebben a cikkben a lecitin összes szintézisútját bemutatjuk a következő szempontok szerint: foszfatidilkolin szintézis útvonal, lecitin szintézis útvonal, foszfolipid szintézis útvonal és zsírsav glicerin foszfát szintézis útvonal.
1. Foszfatidilkolin szintézis útvonala:
A lecitin, más néven lecitin, fontos foszfolipid anyag, amely széles körben jelen van az állati és növényi szervezetekben. Az organizmusokban a lecitin számos fontos élettani funkciót tölt be, beleértve a sejtmembrán szerkezetét, a neurotranszmissziót, a koleszterin anyagcserét stb.
A foszfatidilkolin a lecitin egyik legfontosabb összetevője, amely igen nagy mennyiségben fordul elő az emberi szervezetben. A foszfatidil-kolin bioszintézise általában metiltranszfer reakcióval fejeződik be, és a részletes útja a következő:
1.1. A zsírsavakból és glicerinből képződő foszfatidil-diacil-glicerint (PA) a CDP-acilkolin (CDP-kolin) foszforilezi, és így foszforilkolint (PtdCho) hoz létre.
1.2. Ugyanakkor a metilezést a SAM (S-adenozil-metionin) biztosítja, hogy a metionilkolint (GPC) zsír-2-foszfoadenozil-kolinná (PC) metilálja.
1.3. A PtdCho és a PC foszfatidil-inozit-kolint (PI-Cho) termel a zsír-1-foszfoinozit-transzferáz által katalizált cserereakció révén.
1.4. A PI-Cho ezután defoszforilációval foszfo-inozitol-kolinná (IP-Cho) alakul.
A fenti a foszfatidilkolin teljes szintézisútja, amelyben az első és a második lépés a foszforilkolin útvonal (Kennedy út), amely főleg az endoplazmatikus retikulumban és a Golgi-testben fordul elő; a harmadik és negyedik lépés az inozitol-foszfolipidek útvonala, főleg a citoplazmában és az eozinofil testekben. A foszfatidil-kolin szintéziséhez különféle enzimek és koenzimek, például CDP-aciláz, SAM-adeniláz, foszfatidil-inozitoláz és defoszfatáz részvétele szükséges.
2. Lecitin szintézis útvonala:
A lecitin egy fontos biológiai lipid, amely széles körben előfordul az organizmusokban, és fontos szerepet játszik a sejtmembrán szerkezetének és működésének fenntartásában, a neurotranszmisszióban és a lipid anyagcserében. Fő összetevői a foszforil-kolin, a foszforil-acetil-kolin és a foszforil-kreatin, amelyek közül a legmagasabb a foszforilkolin, amely a lecitin teljes mennyiségének több mint felét teszi ki. A lecitin szintézis folyamata többféle anyagcsere-útvonalat és különböző enzimek szinergiáját foglalja magában, amelyek különböző sejttípusokban és szövetekben eltérőek. A lecitin fő szintézisútját az alábbiakban tárgyaljuk.
2.1. Glicerofoszfát útvonal (GPAT útvonal):
A glicerofoszfát út a lecitin szintézisének kezdeti lépése, és folyamata főként a következő lépésekből áll: a glicerin-trifoszfát (G3P) zsírsavakkal kombinálva acil-glicerofoszfátot (LPA) hoz létre, az LPA pedig dekarboxilezési reakción keresztül további foszfatidsavat (PA) termel, A PA redukciója CDP-acilglicerint (CDP-DAG) termel, a CDP-DAG és kolin, etanol-amin és más szubsztrátok pedig tovább szintetizálják a lecitint az inozit-foszfolipid útvonalon keresztül. A GPAT enzim a glicerin-foszfát útvonal sebességmeghatározó enzime, katalizálása pedig a glicerin-trifoszfát és a zsírsav acilezése LPA előállítására. A szubsztrátok, például a kolin ellátását az "inozitol-foszfatidilezés" és az "ornitin-foszfatidiláció" két út egyikén kell végrehajtani.
2.2. Inozitol foszfolipid útvonal:
Az inozitol-foszfolipid útvonal a lecitin egyik fontos szintézisútja, és útja a sejtmembrán-difoszfát-mannit útvonalhoz kapcsolódik. Az inozitol-foszfolipidek szintézise főként a következő két lépésből áll: kolin vagy inozitol-foszfát foszfatidilezése acilglicerin-foszfáttal foszfoglicerin-kolin (PGC) vagy foszfoglicerin-inozit (PGI) előállítására, majd transzfer inozitol-gliko-foszfát-foszfátáz-ITP-n keresztül T ) foszfoglicerin-kolint vagy foszfoglicerin-inozitot visznek át a CDP-DAG-molekulába, hogy teljes lecitinmolekulát képezzenek. Az inozit-foszfolipid útvonalon szintetizált foszforilkolin a lecitin teljes mennyiségének körülbelül 20 százalékát teszi ki.
2.3. Ornitin-foszfolipid útvonal:
Az ornitin-foszfolipidek szintézisének fő útvonala az ornitin-foszfolipid útvonal. Ez az út a sejtben lévő ornitin ammóniává történő hidrolízisén és a szén-dioxid katalízisén alapul, hogy piroszőlősav és oxálsav keletkezzen, majd az oxálsav és az acilglicerin-foszfát aciltranszfer reakciója foszfogliceril-oxálsavat (PGS) eredményez. Ezt követően a PGS két enzimkatalizált reakción (PSD és PSS) keresztül juttatja át a foszforcsoportot a CDP-DAG molekulához, és egy teljes lecitin molekulát hoz létre. Az ornitin-foszfolipid útvonalon szintetizált foszforilkolin a lecitin teljes mennyiségének körülbelül 10 százalékát teszi ki.
3. A foszfolipidek szintézisútja:
A lecitin (foszfolipid) egy nagyon elterjedt foszfolipid, fő összetevői a foszfogliceridek és a kolin, és széles körben felhasználható élelmiszerekben, gyógyászatban, peszticidekben és más területeken. A lecitinnek számos előállítási módja létezik, ezek közül a leggyakrabban a kémiai és a biológiai módszereket alkalmazzák.
A konkrét folyamat a következő:
1. Cafestol és aminosavak:
Az ipari fermentorban hozzáadják a sejtszubsztrátot, a cafestolt és az aminosavat, majd a fermentációs reakció után kafestolt és aminosavat tartalmazó fermentációs folyadék keletkezik.
2. Foszforilezés:
Adjunk megfelelő mennyiségű foszforsavat a fermentléhez, és foszforilázt adjunk foszforsavat a glicerinhez, hogy glicerofoszfátot képezzünk. Közülük a foszforiláz funkciója az, hogy foszforsavat adjon a cafestolhoz és az aminosavakhoz.
3. Zsírsav-etanol-amin létrehozása:
A glicerofoszfát és a zsírsav-etanol-amin az acilázsal reagálva lecitint képez. Ezek közül az aciláz funkciója, hogy zsírsavat foszfogliceriddel vagy alkohol-aminnal kombinálva lecitint képez.
4. Enzim-immobilizációs technológia:
A technológia lehetővé teszi nagy mennyiségű enzim előállítását és újrafelhasználását, így a lecitin előállítási folyamata költséghatékonyabb. Az enzimet kaolinon rögzítik, hogy a zsírsavcsoportokat etanol-aminba vigyék át, és így lecitin keletkezzen, amely jó újrafelhasználhatósággal rendelkezik.
A foszfolipid a lecitin egyik legfontosabb komponense, és szintézisútja különböző szubsztrátokat foglal magában. A foszforsav (pentóz-foszfát-útvonal) a cukoranyagcsere során termelődő 1-hidroxi-glicerinsav; szubsztrát foszfatidsavat savanyítással állítanak elő; A CDP-kolint metilezési reakcióval lehet előállítani; Piruvát és metilvalonát szubsztrátumok keletkeznek; a lizin és leucin aminosavak dekarboxilezéssel állíthatók elő; a kálium és a metionin szubsztrátok használhatók reakciószubsztrátként, amelyek katalizálják a CDP-kolin-foszfát kettő az egyben reakcióját.
4. A zsírsav-glicerin-foszfát szintézis útja:
A zsírsav-glicerin-foszfát szintézis útvonala a lecitin bioszintézisének másik útja, amelyben nincs kolin, fő szubsztrátjai a zsírsavak és a tartarát, triglicerid pedig acil-inarkozil-szintáz katalizálásával nyerhető. Ezt követően a triglicerid-aciltranszferáz hatására foszfátkötés jön létre a 2-hidroxi-glicerin és a tartarát között, így kialakul a zsírsav-glicerin-foszfát molekulaszerkezete, amely a lecitin prekurzora.
Összefoglalva, a lecitin szintetikus útjai közé tartozik a foszfatidil-kolin szintézisútja, a lecitin szintetikus útvonala, a foszfolipid szintetikus útvonal és a zsírsav-glicerin-foszfát szintetikus útvonal. Ezek közül a foszfatidilkolin szintézis útja és a lecitin szintézis útvonala hasonló egymáshoz, és mindkettő a CDP-klórecetsav intermedieren keresztül reagál; a foszfolipid szintézis út több szubsztrátot használ, beleértve a cukormetabolizmus és az oxidációs útvonalak által termelt szubsztrátokat. Dekarboxilezési reakciókkal előállított szubsztrátok és szubsztrátok; a zsírsav-glicerin-foszfát szintézis útvonalának fő feladata a lecitin prekurzor molekulaszerkezetének kialakítása.