Lecitinje važna biološki aktivna molekula koja ima mnoge osnovne fiziološke funkcije u ljudskom tijelu, kao što je glavna komponenta staničnih membrana, neurotransmitera i metabolizma lipida u jetri, pa je vrlo smisleno razumjeti njegovu sintezu. U ovom članku će biti predstavljeni svi putevi sinteze lecitina sa sljedećih aspekata: put sinteze fosfatidilholina, put sinteze lecitina, put sinteze fosfolipida i put sinteze glicerol fosfata masnih kiselina.
1. Put sinteze fosfatidilholina:
Lecitin, također poznat kao lecitin, važna je fosfolipidna supstanca široko prisutna u životinjskim i biljnim organizmima. U organizmima, lecitin ima niz važnih fizioloških funkcija, uključujući strukturu ćelijske membrane, neurotransmisiju, metabolizam holesterola itd.
Fosfatidilholin je jedna od najvažnijih komponenti lecitina, koji je prilično bogat u ljudskom tijelu. Biosinteza fosfatidilholina se općenito završava reakcijom prijenosa metila, a njen detaljan put je sljedeći:
1.1. Fosfatidilacildiacilglicerol (PA) formiran od masnih kiselina i glicerola je fosforiliran CDP-acilkolinom (CDP-Choline) da bi se dobio fosforilholin (PtdCho).
1.2. U isto vrijeme, metilaciju obezbjeđuje SAM (S-adenozilmetionin) za metilaciju metionilholina (GPC) u mast-2-fosfoadenozilholin (PC).
1.3. PtdCho i PC stvaraju fosfatidilinozitol holin (PI-Cho) reakcijom razmjene koju katalizira masnoća-1-fosfoinozitid transferaza.
1.4. PI-Cho se zatim pretvara u fosfo-inozitol holin (IP-Cho) defosforilacijom.
Gore navedeno je ukupni put sinteze fosfatidilholina, u kojem su prvi i drugi korak fosforilkolinski put (Kennedyjev put), koji se uglavnom javlja u endoplazmatskom retikulumu i Golgijevom tijelu; treći i četvrti korak su inozitol fosfolipidni put, uglavnom u citoplazmi iu eozinofilnim tijelima. Sinteza fosfatidilholina zahtijeva učešće različitih enzima i koenzima, kao što su CDP acilaza, SAM adenilaza, fosfatidilinozitolaza i defosfataza.
2. Put sinteze lecitina:
Lecitin je važan biološki lipid koji je široko prisutan u organizmima i ima važne funkcije u održavanju strukture i funkcije stanične membrane, neurotransmisije i metabolizma lipida. Njegove glavne komponente su fosforilholin, fosforilacetilholin i fosforilkreatin, među kojima fosforilholin ima najveći sadržaj, koji čini više od polovine ukupne količine lecitina. Proces sinteze lecitina uključuje više metaboličkih puteva i sinergiju različitih enzima, koji su različiti u različitim tipovima ćelija i različitim tkivima. Glavni put sinteze lecitina bit će razmotren u nastavku.
2.1. Glicerofosfatni put (GPAT put):
Glicerofosfatni put je početni korak sinteze lecitina, a njegov proces uglavnom uključuje sljedeće korake: glicerol trifosfat (G3P) se kombinuje sa masnim kiselinama da bi stvorio acil glicerofosfat (LPA), a LPA dalje stvara fosfatidnu kiselinu (PA) kroz reakciju dekarboksilacije, PA Redukcija proizvodi CDP-acilglicerol (CDP-DAG), a CDP-DAG i holin, etanolamin i drugi supstrati dalje sintetiziraju lecitin putem inozitol fosfolipidnog puta. GPAT enzim je enzim koji određuje brzinu glicerol-fosfatnog puta, a njegova kataliza je da acilira glicerol trifosfat i masnu kiselinu za stvaranje LPA. Snabdijevanje supstratima kao što je holin mora se vršiti putem jednog od dva puta "inositol fosfatidilacije" i "ornitin fosfatidilacije".
2.2. Inozitol fosfolipidni put:
Inozitol fosfolipidni put je jedan od važnih puteva sinteze lecitina, a njegov je put povezan s difosfatnim manitolnim putem stanične membrane. Sinteza inozitol fosfolipida uglavnom uključuje sljedeća dva koraka: reakciju fosfatidilacije holina ili inozitol fosfata sa acilglicerol fosfatom za stvaranje fosfoglicerol kolina (PGC) ili fosfoglicerol inozitola (PGI) i zatim putem inozitolfoscerolnog transfera (PGI) fosfoglicerolfosfata (PGI) transferaza (PGT ) prenijeti fosfoglicerol holin ili fosfoglicerol inozitol na CDP-DAG molekul kako bi se formirao kompletan molekul lecitina. Fosforilholin koji se sintetizira putem inozitol-fosfolipida čini oko 20 posto ukupne količine lecitina.
2.3. Ornitin fosfolipidni put:
Ornitin fosfolipidni put je glavni put za sintezu ornitin fosfolipida. Ovaj put se oslanja na hidrolizu ornitina u ćeliji do amonijaka i katalizu ugljičnog dioksida za stvaranje pirogrožđane i oksalne kiseline, a zatim na reakciju prijenosa acil oksalne kiseline i acilglicerol fosfata kako bi se dobila fosfogliceril oksalna kiselina (PGS). Nakon toga, PGS prenosi fosfornu grupu na CDP-DAG molekul kroz dvije enzimski katalizirane reakcije (PSD i PSS), stvarajući kompletan molekul lecitina. Fosforilholin sintetiziran putem ornitin fosfolipida čini oko 10 posto ukupne količine lecitina.
3. Put sinteze fosfolipida:
Lecitin (fosfolipid) je vrlo čest fosfolipid, njegove glavne komponente su fosfogliceridi i holin, a može se široko koristiti u hrani, medicini, pesticidima i drugim poljima. Postoje mnoge metode pripreme lecitina, a najčešće se koriste hemijske metode i biološke metode.
Konkretan proces je sljedeći:
1. Cafestol i aminokiseline:
U industrijskom fermentoru dodaju se ćelijski supstrat kafestol i aminokiselina, a nakon reakcije fermentacije nastaje fermentaciona tečnost koja sadrži kafestol i aminokiselinu.
2. Fosforilacija:
Dodajte odgovarajuću količinu fosforne kiseline u fermentacionu juhu i upotrebite fosforilazu da dodate fosfornu kiselinu u glicerol da nastane glicerofosfat. Među njima, funkcija fosforilaze je dodavanje fosforne kiseline kafestolu i aminokiselinama.
3. Stvaranje etanolamina masnih kiselina:
Glicerofosfat i etanolamin masnih kiselina reaguju acilazom da nastane lecitin. Među njima, funkcija acilaze je da kombinuje masnu kiselinu sa fosfogliceridom ili alkoholnim aminom da bi se formirao lecitin.
4. Tehnologija imobilizacije enzima:
Tehnologija omogućava proizvodnju velikih količina enzima koji se mogu ponovo koristiti, čineći proces proizvodnje lecitina isplativijim. Enzim se imobilizira na kaolinu kako bi prenio grupe masnih kiselina u etanolamin da bi se formirao lecitin, koji ima dobru ponovnu upotrebu.
Fosfolipid je jedna od najvažnijih komponenti lecitina, a njegov put sinteze uključuje različite supstrate. Fosforna kiselina (pentozofosfatni put) je supstrat 1-hidroksiglicerinske kiseline proizveden metabolizmom šećera; supstrat fosfatidna kiselina se proizvodi zakiseljavanjem; CDP-holin se može dobiti reakcijom metilacije; Proizvodi se supstrati piruvat i metilvalonat; aminokiseline lizin i leucin mogu se dobiti dekarboksilacijom; supstrati kalij i metionin mogu se koristiti kao supstrati reakcije koji kataliziraju reakciju dva u jednom CDP holin fosfata.
4. Put sinteze glicerol fosfata masne kiseline:
Put sinteze glicerol fosfata masnih kiselina je drugi put za biosintezu lecitina, u kojem nema kolina, njegovi glavni supstrati su masne kiseline i tartrat, a trigliceridi se mogu dobiti katalizom acil inarkozil sintaze. Nakon toga, djelovanjem triglicerid aciltransferaze, formira se fosfatna veza između 2-hidroksiglicerola i tartrata kako bi se formirala molekularna struktura glicerol fosfata masne kiseline, koji je prekursor lecitina.
Ukratko, sintetički putevi lecitina uključuju sintetički put fosfatidilholina, put sinteze lecitina, sintetički put fosfolipida i sintetički put glicerol fosfata masnih kiselina. Među njima, put sinteze fosfatidilholina i put sinteze lecitina su međusobno slični, i oba reaguju kroz intermedijer CDP-klorosirćetne kiseline; put sinteze fosfolipida koristi više supstrata, uključujući supstrate proizvedene metabolizmom šećera i oksidacijskim putevima. Supstrati i supstrati proizvedeni reakcijama dekarboksilacije; glavna funkcija puta sinteze glicerol fosfata masnih kiselina je formiranje prekursorske molekularne strukture lecitina.