Lecithinadalah molekul aktif biologi penting yang mempunyai banyak fungsi fisiologi asas dalam tubuh manusia, seperti komponen utama membran sel, neurotransmitter, dan metabolisme lipid dalam hati, jadi sangat bermakna untuk memahami sintesisnya. Dalam artikel ini, semua laluan sintesis Lecithin akan diperkenalkan dari aspek berikut: laluan sintesis fosfatidilkolin, laluan sintesis lesitin, laluan sintesis fosfolipid dan laluan sintesis gliserol fosfat asid lemak.
1. Laluan sintesis fosfatidilkolin:
Lecithin, juga dikenali sebagai lesitin, adalah bahan fosfolipid penting yang banyak terdapat dalam organisma haiwan dan tumbuhan. Dalam organisma, Lecithin memainkan pelbagai fungsi fisiologi yang penting, termasuk struktur membran sel, penghantaran saraf, metabolisme kolesterol, dll.
Phosphatidylcholine adalah salah satu komponen terpenting Lecithin, yang cukup banyak dalam tubuh manusia. Biosintesis fosfatidilkolin biasanya diselesaikan melalui tindak balas pemindahan metil, dan laluan terperincinya adalah seperti berikut:
1.1. Phosphatidylacyldiacylglycerol (PA) yang terbentuk daripada asid lemak dan gliserol difosforilasi oleh CDP-acylcholine (CDP-Choline) untuk menghasilkan phosphorylcholine (PtdCho).
1.2. Pada masa yang sama, metilasi disediakan oleh SAM (S-adenosylmethionine) untuk metilasi methionylcholine (GPC) kepada lemak-2-phosphoadenosylcholine (PC).
1.3. PtdCho dan PC menjana phosphatidylinositol choline (PI-Cho) melalui tindak balas pertukaran yang dimangkin oleh lemak-1-phosphoinositide transferase.
1.4. PI-Cho kemudiannya ditukarkan kepada kolin fosfo-inositol (IP-Cho) melalui defosforilasi.
Di atas ialah jumlah laluan sintesis fosfatidilkolin, di mana langkah pertama dan kedua ialah laluan fosforilkolin (laluan Kennedy), yang terutamanya berlaku dalam retikulum endoplasma dan badan Golgi; langkah ketiga dan keempat ialah laluan fosfolipid inositol, terutamanya dalam sitoplasma dan dalam badan eosinofilik. Sintesis phosphatidylcholine memerlukan penyertaan pelbagai enzim dan koenzim, seperti CDP acylase, SAM adenilase, phosphatidylinositolase, dan dephosphatase.
2. Laluan sintesis lesitin:
Lecithin ialah lipid biologi penting yang wujud secara meluas dalam organisma, dan mempunyai fungsi penting dalam penyelenggaraan struktur dan fungsi membran sel, penghantaran saraf, dan metabolisme lipid. Komponen utamanya termasuk phosphorylcholine, phosphorylacetylcholine, dan phosphorylcreatine, antaranya phosphorylcholine mempunyai kandungan tertinggi, menyumbang lebih daripada separuh daripada jumlah lesitin. Proses sintesis lesitin melibatkan pelbagai laluan metabolik dan sinergi pelbagai enzim, yang berbeza dalam jenis sel yang berbeza dan tisu yang berbeza. Laluan sintesis utama lesitin akan dibincangkan di bawah.
2.1. Laluan Gliserofosfat (laluan GPAT):
Laluan gliserofosfat ialah langkah awal sintesis lesitin, dan prosesnya terutamanya termasuk langkah-langkah berikut: gliserol trifosfat (G3P) bergabung dengan asid lemak untuk menghasilkan asil gliserofosfat (LPA), dan LPA seterusnya menjana asid fosfatidik (PA) melalui tindak balas dekarboksilasi, Pengurangan PA menghasilkan CDP-asilgliserol (CDP-DAG), dan CDP-DAG serta kolin, etanolamin dan substrat lain seterusnya mensintesis lesitin melalui laluan fosfolipid inositol. Enzim GPAT ialah enzim penentu kadar laluan gliserol fosfat, dan pemangkinannya adalah untuk mengasilatkan gliserol trifosfat dan asid lemak untuk menjana LPA. Bekalan substrat seperti kolin mesti dijalankan melalui salah satu daripada dua laluan "fosfatidilasi inositol" dan "fosfatidilasi ornithine".
2.2. Laluan fosfolipid inositol:
Laluan fosfolipid inositol ialah salah satu daripada laluan sintesis lesitin yang penting, dan laluannya berkaitan dengan laluan manitol difosfat membran sel. Sintesis fosfolipid inositol terutamanya merangkumi dua langkah berikut: tindak balas fosfatidilasi kolin atau inositol fosfat dengan asilgliserol fosfat untuk menjana fosfogliserol kolin (PGC) atau fosfogliserol inositol (PGI), dan kemudian melalui inositol Phosphoglycerol transferase (PIT) dan phosphoglycerol transferase (PIT) ) memindahkan phosphoglycerol choline atau phosphoglycerol inositol kepada molekul CDP-DAG untuk membentuk molekul lesitin yang lengkap. Fosforilkolin yang disintesis oleh laluan fosfolipid inositol menyumbang kira-kira 20 peratus daripada jumlah keseluruhan lesitin.
2.3. Laluan fosfolipid Ornithine:
Laluan fosfolipid ornithine ialah laluan utama untuk sintesis fosfolipid ornithine. Laluan ini bergantung pada hidrolisis ornithine dalam sel kepada ammonia dan pemangkinan karbon dioksida untuk menghasilkan asid piruvik dan asid oksalik, dan kemudian tindak balas pemindahan asil asid oksalik dan asilgliserol fosfat untuk mendapatkan asid oksalat fosfogliserol (PGS). Selepas itu, PGS memindahkan kumpulan fosforus kepada molekul CDP-DAG melalui dua tindak balas bermangkin enzim (PSD dan PSS), menghasilkan molekul lesitin lengkap. Fosforilkolin yang disintesis oleh laluan fosfolipid ornithine menyumbang kira-kira 10 peratus daripada jumlah keseluruhan lesitin.
3. Laluan sintesis fosfolipid:
Lecithin (fosfolipid) adalah fosfolipid yang sangat biasa, komponen utamanya ialah fosfogliserida dan kolin, dan boleh digunakan secara meluas dalam makanan, perubatan, racun perosak dan bidang lain. Terdapat banyak kaedah penyediaan Lecithin, yang paling biasa digunakan ialah kaedah kimia dan kaedah biologi.
Proses khusus adalah seperti berikut:
1. Cafestol dan Asid Amino:
Dalam penapai industri, kafestol substrat sel dan asid amino ditambah, dan selepas tindak balas penapaian, cecair penapaian yang mengandungi kafestol dan asid amino dihasilkan.
2. Fosforilasi:
Tambah jumlah asid fosforik yang sesuai ke dalam sup penapaian, dan gunakan fosforilase untuk menambah asid fosforik kepada gliserol untuk membentuk gliserofosfat. Antaranya, fungsi fosforilase ialah menambah asid fosforik kepada kafestol dan asid amino.
3. Menjana etanolamin asid lemak:
Gliserofosfat dan etanolamin asid lemak bertindak balas dengan asilase untuk membentuk Lesitin. Antaranya, fungsi acylase adalah untuk menggabungkan asid lemak dengan fosfogliserida atau amina alkohol untuk membentuk Lecithin.
4. Teknologi imobilisasi enzim:
Teknologi ini membolehkan kuantiti enzim yang banyak dihasilkan dan boleh digunakan semula, menjadikan proses penghasilan Lecithin lebih menjimatkan kos. Enzim digerakkan pada kaolin untuk memindahkan kumpulan asid lemak kepada etanolamin untuk membentuk Lecithin, yang mempunyai kebolehgunaan semula yang baik.
Fosfolipid adalah salah satu komponen terpenting Lecithin, dan laluan sintesisnya melibatkan substrat yang berbeza. Asid fosforik (laluan pentosa fosfat) ialah substrat 1-asid hidroksigliserik yang dihasilkan oleh metabolisme gula; asid fosfatidik substrat dihasilkan oleh pengasidan; CDP-kolin boleh diperolehi melalui tindak balas metilasi; Substrat piruvat dan metilvalonat dihasilkan; asid amino lisin dan leucine boleh diperolehi dengan dekarboksilasi; substrat kalium dan metionin boleh digunakan sebagai substrat tindak balas yang memangkinkan tindak balas dua dalam satu CDP kolin fosfat.
4. Laluan sintesis asid lemak gliserol fosfat:
Laluan sintesis gliserol fosfat asid lemak adalah satu lagi laluan untuk biosintesis Lecithin, di mana tiada kolin, substrat utamanya adalah asid lemak dan tartrat, dan trigliserida boleh diperolehi dengan pemangkinan asil inarcosyl synthase. Selepas itu, melalui tindakan trigliserida asiltransferase, ikatan fosfat terbentuk antara 2-hidroksigliserol dan tartrat untuk membentuk struktur molekul asid lemak gliserol fosfat, yang merupakan prekursor Lecithin.
Secara ringkasnya, laluan sintetik lesitin termasuk laluan sintetik fosfatidilkolin, laluan sintetik lesitin, laluan sintetik fosfolipid dan laluan sintetik asid lemak gliserol fosfat. Antaranya, laluan sintesis fosfatidilkolin dan laluan sintesis lesitin adalah serupa antara satu sama lain, dan kedua-duanya bertindak balas melalui perantaraan asid CDP-chloroacetic; laluan sintesis fosfolipid menggunakan lebih banyak substrat, termasuk substrat yang dihasilkan oleh metabolisme gula dan laluan pengoksidaan. Substrat dan substrat yang dihasilkan oleh tindak balas dekarboksilasi; Fungsi utama laluan sintesis asid lemak gliserol fosfat adalah untuk membentuk struktur molekul prekursor Lecithin.