- BioFact

Ацетил-КоА как предшественник липидов
Различные группы липидов, присутствующие в животных и
растительных тканях тесно связаны биогенетически: все они произошли от
одного предшественника —ацетилкофермента А [ацетил-КоА (ацетилCoA)],
представляющего собой активированную форму уксусной кислоты.
1. От ацетил-КоА основной путь биосинтеза ведет к активированным
жирным кислотам, из которых затем синтезируются жиры, фосфолипиды,
гликолипиды и другие производные жирных кислот. В количественном
отношении этот путь является главным в животных и в большинстве
растительных тканей.
2. Второй путь биосинтеза ведет от ацетил-КоА к 3изопентенилдифосфату («активному изопрену»), главному структурному
элементу изопреноидов. Биосинтез этого соединения обсуждается в связи с
биогенезом холестерина.
Б. Изопреноиды
Основным биогенетическим предшественником всех изопреноидов
является изопрен (2-метилбутадиен-1,3) — разветвленный ненасыщенный
углеводород из пяти углеродных атомов. В организмах животных и в
растениях активный изопрен, 5-изопентенилдифосфат, служит исходным
соединением для биосинтеза линейных и циклических олигомеров и
полимеров. У приведенных на схеме произвольно выбранных представителей
этого большого класса соединений внизу (l = ) указано число содержащихся в
них изопреновых звеньев.
От активного изопрена главный путь биосинтеза ведет через
димеризацию к активномугераниолу (l = 2) (геранилдифосфату), а затем к
активному фарнезолу (l = 3) (фарнезилдифосфату). Здесь основной путь
биосинтеза терпенов разветвляется. Последовательное наращивание цепи
фарнезола изопреновыми звеньями (по схеме «голова к хвосту») приводит к
полимерам с возрастающим количествам изопреновых звеньев: фитолу(l =
4), долихолу (l=14-24), наконец, к каучуку (l = 700-5000). Альтернативный путь
— конденсация двух молекул фарнезола по схеме «голова к голове» —
приводит к сквалену (l = 6), который может подвергаться окислительной
циклизации с образованием холестерина (l = 6) и других стероидов.
Способность синтезировать специфические изопреноиды свойственна
лишь отдельным видам животных и растений. Так, натуральный каучук
синтезируется лишь немногими видами растений, главным образом
каучуконосом гевея бразильская (Неvеа brasiliensis). Некоторые изопреноиды
играют важную роль в метаболизме, но не могут синтезироваться в организме
человека. К этой группе относятся витамины A, D, E и К. Из-за структурного
и функционального сродства со стероидными гормонами витамин D относят к
гормонам.
Метаболизм изопрена в растениях весьма многообразен. В растениях на
основе изопрена синтезируется множестве душистых веществ и эфирных
масел. В качестве примера здесь приведены терпены ментол (l =
2), камфора (l = 2) и цитронеллол (l = 2). Соединения из трех изопреновых
звеньев (l = 3) называются сесквитерпенами, а стероиды (l = 6) —
тритерпенами.
Наиболее важной группой изопреноидов являются соединения,
обладающие гормональными и сигнальными функциями. К этой группе
относятся стероидные гормоны (l = 6),ретиноевая кислота (l = 4)
позвоночных, а также ювенильные гормоны (l = 3) насекомых. К классу
изопреноидов относятся также некоторые растительные гормоны,
например цитокинины, абсцизовая кислота и брассиностероиды.
Полиизопреновые цепи иногда выступают в роли липидного «якоря», с
помощью которого молекулы белков или других соединений удерживаются на
мембране.
Группа
коферментов
с
изопреноидным
якорем
включает убихинон (кофермент Q; l = 6-10), пластохинон (l = 9)
и менахинон (витамин K2, l = 4-6). В молекуле хлорофилла также имеется
липидный якорь в виде остатка фитила (l = 4). Некоторые белки также
удерживаются на мембране благодаря наличию изопренильного фрагмента.
Иногда изопреновая группа используется для химической модификации
соединений других классов. В качестве примера можно привести
модифицированный нуклеотид N6-изопентенил-АМФ (N6-изопентенил-АМР),
входящий в состав некоторых тРНК.