Letsitiinon oluline bioloogiliselt aktiivne molekul, millel on inimkehas palju põhilisi füsioloogilisi funktsioone, nagu rakumembraanide põhikomponent, neurotransmitterid ja lipiidide metabolism maksas, mistõttu on selle sünteesi mõistmine väga mõttekas. Selles artiklis tutvustatakse kõiki letsitiini sünteesiteid järgmistest aspektidest: fosfatidüülkoliini sünteesi rada, letsitiini sünteesi rada, fosfolipiidide sünteesi rada ja rasvhappe glütseroolfosfaadi sünteesi rada.
1. Fosfatidüülkoliini sünteesi rada:
Letsitiin, tuntud ka kui letsitiin, on oluline fosfolipiidne aine, mida leidub laialdaselt looma- ja taimeorganismides. Organismides täidab letsitiin mitmeid olulisi füsioloogilisi funktsioone, sealhulgas rakumembraani struktuur, neurotransmissioon, kolesterooli metabolism jne.
Fosfatidüülkoliin on Letsitiini üks olulisemaid komponente, mida inimorganismis leidub üsna palju. Fosfatidüülkoliini biosüntees viiakse tavaliselt lõpule metüüli ülekandereaktsiooni kaudu ja selle üksikasjalik tee on järgmine:
1.1. Rasvhapetest ja glütseroolist moodustunud fosfatidüülatsüüldiatsüülglütserool (PA) fosforüülitakse CDP-atsüülkoliiniga (CDP-koliiniga), et saada fosforüülkoliini (PtdCho).
1.2. Samal ajal tagab SAM (S-adenosüülmetioniin) metüülimise, et metüleerida metionüülkoliini (GPC) rasva-2-fosfoadenosüülkoliiniks (PC).
1.3. PtdCho ja PC toodavad fosfatidüülinositoolkoliini (PI-Cho) vahetusreaktsiooni kaudu, mida katalüüsib rasva-1-fosfoinositiidi transferaas.
1.4. Seejärel muundatakse PI-Cho defosforüülimise teel fosfoinositoolkoliiniks (IP-Cho).
Ülaltoodud on fosfatidüülkoliini täielik sünteesitee, mille esimene ja teine etapp on fosforüülkoliini rada (Kennedy rada), mis esineb peamiselt endoplasmaatilises retikulumis ja Golgi kehas; kolmas ja neljas etapp on inositoolfosfolipiidide rada, peamiselt tsütoplasmas ja eosinofiilsetes kehades. Fosfatidüülkoliini süntees nõuab erinevate ensüümide ja koensüümide, nagu CDP atsülaas, SAM adenülaas, fosfatidüülinositolaas ja defosfataas, osalemist.
2. Letsitiini sünteesi rada:
Letsitiin on oluline bioloogiline lipiid, mis esineb organismides laialdaselt ja millel on olulised funktsioonid rakumembraani struktuuri ja funktsiooni säilitamisel, neurotransmissioonil ja lipiidide metabolismil. Selle põhikomponentide hulka kuuluvad fosforüülkoliin, fosforüülatsetüülkoliin ja fosforüülkreatiin, millest fosforüülkoliini sisaldus on kõrgeim, moodustades üle poole letsitiini koguhulgast. Letsitiini sünteesiprotsess hõlmab mitmeid metaboolseid teid ja erinevate ensüümide sünergiat, mis on erinevates rakutüüpides ja kudedes erinevad. Letsitiini peamist sünteesirada käsitletakse allpool.
2.1. Glütserofosfaadi rada (GPAT rada):
Glütserofosfaadi rada on letsitiini sünteesi esialgne etapp ja selle protsess hõlmab peamiselt järgmisi etappe: glütserooltrifosfaat (G3P) ühineb rasvhapetega, et tekitada atsüülglütserofosfaat (LPA) ja LPA tekitab dekarboksüülimisreaktsiooni kaudu fosfatiidhapet (PA), PA Reduction toodab CDP-atsüülglütserooli (CDP-DAG) ning CDP-DAG ning koliin, etanoolamiin ja muud substraadid sünteesivad letsitiini edasi inositoolfosfolipiidide raja kaudu. GPAT ensüüm on glütseroolfosfaadi raja kiirust määrav ensüüm ja selle katalüüsiks on glütserooltrifosfaadi ja rasvhapete atsüülimine, et tekitada LPA. Substraatide, nagu koliini, tarnimine peab toimuma ühe kahest viisist: "inositooli fosfatidüülimine" ja "ornitiini fosfatidüülimine".
2.2. Inositooli fosfolipiidide rada:
Inositoolfosfolipiidide rada on üks olulisi letsitiini sünteesiradasid ja selle rada on seotud rakumembraani difosfaatmannitooli rajaga. Inositoolfosfolipiidide süntees koosneb peamiselt kahest järgmisest etapist: koliini või inositoolfosfaadi fosfatidüülimisreaktsioon atsüülglütseroolfosfaadiga, et saada fosfoglütseroolkoliini (PGC) või fosfoglütserool-inositooli (PGI) ja seejärel transfeerina läbi inositoolglükseroolfosfofosfaadi (PGGlütserifosfofosfaadi) T ) viivad fosfoglütseroolkoliini või fosfoglütserooli inositooli CDP-DAG molekuli, et moodustada terviklik letsitiini molekul. Inositooli fosfolipiidide raja kaudu sünteesitav fosforüülkoliin moodustab umbes 20 protsenti letsitiini koguhulgast.
2.3. Ornitiini fosfolipiidide rada:
Ornitiini fosfolipiidide rada on peamine ornitiini fosfolipiidide sünteesirada. See rada põhineb ornitiini hüdrolüüsil rakus ammoniaagiks ja süsinikdioksiidi katalüüsil püroviinamarihappe ja oksaalhappe saamiseks ning seejärel oblikhappe ja atsüülglütseroolfosfaadi atsüüli ülekandereaktsioonil fosfoglütserüüloksaalhappe (PGS) saamiseks. Seejärel kannab PGS fosforirühma kahe ensüümi katalüüsitud reaktsiooni (PSD ja PSS) kaudu CDP-DAG molekuli, luues tervikliku letsitiini molekuli. Ornitiini fosfolipiidide raja kaudu sünteesitav fosforüülkoliin moodustab umbes 10 protsenti letsitiini koguhulgast.
3. Fosfolipiidide sünteesirada:
Letsitiin (fosfolipiid) on väga levinud fosfolipiid, mille põhikomponendid on fosfoglütseriidid ja koliin ning seda saab laialdaselt kasutada toidus, meditsiinis, pestitsiidides ja muudes valdkondades. Letsitiini valmistamise meetodeid on palju, enim kasutatavad on keemilised meetodid ja bioloogilised meetodid.
Konkreetne protsess on järgmine:
1. Kafestool ja aminohapped:
Tööstuslikus fermenteris lisatakse rakusubstraat kafestool ja aminohape ning pärast fermentatsioonireaktsiooni tekib kafestooli ja aminohapet sisaldav fermentatsioonivedelik.
2. Fosforüülimine:
Lisage käärituspuljongile sobiv kogus fosforhapet ja kasutage fosforülaasi, et lisada glütseroolile fosforhapet, et moodustada glütserofosfaat. Nende hulgas on fosforülaasi ülesanne lisada kafestoolile ja aminohapetele fosforhapet.
3. Rasvhappe etanoolamiini genereerimine:
Glütserofosfaat ja rasvhappe etanoolamiin reageerivad atsülaasiga, moodustades letsitiini. Nende hulgas on atsülaasi ülesandeks rasvhapete kombineerimine fosfoglütseriidi või alkoholamiiniga, moodustades letsitiini.
4. Ensüümide immobiliseerimise tehnoloogia:
Tehnoloogia võimaldab toota suurtes kogustes ensüüme ja neid saab taaskasutada, muutes letsitiini tootmisprotsessi kuluefektiivsemaks. Ensüüm immobiliseeritakse kaoliinile, et viia rasvhapperühmad etanoolamiiniks, moodustades letsitiini, millel on hea korduvkasutatavus.
Fosfolipiid on letsitiini üks olulisemaid komponente ja selle sünteesirada hõlmab erinevaid substraate. Fosforhape (pentoosfosfaadi rada) on substraat 1-hüdroksüglütserhape, mida toodetakse suhkru metabolismi käigus; substraat fosfatiidhape saadakse hapestamise teel; CDP-koliini võib saada metüülimisreaktsiooniga; Toodetakse substraate püruvaat ja metüülvalonaat; aminohappeid lüsiini ja leutsiini saab saada dekarboksüülimise teel; substraate kaaliumi ja metioniini saab kasutada reaktsioonisubstraatidena, mis katalüüsivad CDP koliinfosfaadi kaks-ühes reaktsiooni.
4. Rasvhappe glütseroolfosfaadi sünteesirada:
Rasvhappe glütseroolfosfaadi sünteesirada on teine letsitiini biosünteesi rada, milles puudub koliini, selle peamised substraadid on rasvhapped ja tartraat ning triglütseriidi saab saada atsüülinarkosüülsüntaasi katalüüsil. Seejärel moodustub triglütseriidatsüültransferaasi toimel 2-hüdroksüglütserooli ja tartraadi vahel fosfaatside, et moodustada rasvhappeglütseroolfosfaadi molekulaarstruktuur, mis on letsitiini eelkäija.
Kokkuvõttes hõlmavad letsitiini sünteesirajad fosfatidüülkoliini sünteesirada, letsitiini sünteesirada, fosfolipiidide sünteesirada ja rasvhappe glütseroolfosfaadi sünteesirada. Nende hulgas on fosfatidüülkoliini sünteesirada ja letsitiini sünteesirada üksteisega sarnased ning mõlemad reageerivad CDP-kloroäädikhappe vaheühendi kaudu; fosfolipiidide sünteesirada kasutab rohkem substraate, sealhulgas substraate, mis on toodetud suhkru metabolismi ja oksüdatsiooniradadel. Dekarboksüülimisreaktsioonide teel toodetud substraadid ja substraadid; rasvhappe glütseroolfosfaadi sünteesiraja põhiülesanne on moodustada letsitiini prekursormolekulaarne struktuur.