stringtranslate.com

Синтез de novo

В химии синтез de novo (от латинского  «из нового») — это синтез сложных молекул из простых молекул, таких как сахара или аминокислоты , в отличие от переработки после частичного распада . Например, нуклеотиды не нужны в рационе, поскольку они могут быть построены из небольших молекул -предшественников , таких как формиат и аспартат . Метионин , с другой стороны, необходим в рационе, потому что, хотя он может расщепляться до гомоцистеина , а затем регенерироваться из него , он не может быть синтезирован de novo .

Нуклеотид

В путях нуклеотидов de novo не используются свободные основания: аденин (сокращенно A), гуанин (G), цитозин (C), тимин (T) или урацил (U). Пуриновое кольцо строится из одного или нескольких атомов одновременно и прикрепляется к рибозе на протяжении всего процесса. [1] Пиримидиновое кольцо синтезируется в виде оротата и присоединяется к рибозофосфату , а затем превращается в обычные пиримидиновые нуклеотиды .

Холестерин

Холестерин является важным структурным компонентом мембран животных клеток . Холестерин также служит предшественником биосинтеза стероидных гормонов , желчной кислоты [2 ] и витамина D. У млекопитающих холестерин либо всасывается из пищевых источников, либо синтезируется de novo . До 70-80% синтеза холестерина de novo происходит в печени , а около 10% синтеза холестерина de novo происходит в тонком кишечнике . [3] Раковым клеткам необходим холестерин для клеточных мембран, поэтому раковые клетки содержат множество ферментов для синтеза холестерина de novo из ацетил-КоА . [3]

Жирные кислоты ( липогенез de novo )

Липогенез de novo (DNL) — это процесс, посредством которого углеводы (в первую очередь, особенно после приема пищи с высоким содержанием углеводов) из кровообращения превращаются в жирные кислоты , которые в дальнейшем могут превращаться в триглицериды или другие липиды. [4] Ацетат и некоторые аминокислоты (особенно лейцин и изолейцин ) также могут быть источниками углерода для DNL. [5]

В норме липогенез de novo происходит преимущественно в жировой ткани . Но в условиях ожирения , инсулинорезистентности или диабета 2 типа липогенез de novo снижается в жировой ткани (где белок, связывающий углевод-чувствительный элемент (ChREBP) является основным фактором транскрипции ) и увеличивается в печени (где регуляторный элемент стерола -связывающий белок 1 (SREBP-1c) является основным фактором транскрипции). [4] ChREBP обычно активируется в печени глюкозой (независимо от инсулина). [6] Ожирение и диета с высоким содержанием жиров приводят к снижению уровня белка, связывающего элементы, реагирующие на углеводы, в жировой ткани. [4] Напротив, высокий уровень инсулина в крови из-за еды с высоким содержанием углеводов или резистентности к инсулину сильно индуцирует экспрессию SREBP-1c в печени. [6] Снижение липогенеза de novo в жировой ткани и увеличение липогенеза de novo в печени из-за ожирения и резистентности к инсулину приводит к жировой болезни печени .

Потребление фруктозы (в отличие от глюкозы) активирует как SREBP-1c, так и ChREBP независимым от инсулина способом. [7] Хотя глюкоза может превращаться в гликоген в печени, фруктоза неизменно увеличивает липогенез de novo в печени, повышая уровень триглицеридов в плазме больше, чем глюкозы. [7] Более того, когда потребляются равные количества подслащенных глюкозой или фруктозой напитков, фруктозный напиток не только вызывает большее увеличение триглицеридов в плазме, но и вызывает большее увеличение брюшного жира . [7]

Уровень DNL повышается при неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) и является отличительным признаком этого заболевания. [8] По сравнению со здоровыми людьми, пациенты с НАЖБП имеют в среднем 3,5-кратное увеличение ДНЛ. [8]

Синтез жирных кислот de novo регулируется двумя важными ферментами, а именно ацетил-КоА-карбоксилазой и синтазой жирных кислот . [5] Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза отвечает за введение карбоксильной группы в ацетил-КоА, образуя малонил-КоА. Затем фермент синтаза жирных кислот отвечает за превращение малонлил-КоА в цепь жирных кислот. Синтез жирных кислот de novo в основном не активен в клетках человека, поскольку основным источником его является диета. [9] У мышей синтез ЖК de novo увеличивается в WAT при воздействии низких температур, что может быть важно для поддержания уровня циркулирующих ТАГ в кровотоке и для снабжения ЖК для термогенеза во время длительного воздействия холода. [10]

ДНК

Синтез ДНК de novo относится к синтетическому созданию ДНК, а не к сборке или модификации последовательностей ДНК-матрицы природных предшественников. [11] За первоначальным синтезом олигонуклеотидов следует искусственный синтез генов и, наконец, процесс клонирования , исправления ошибок и проверки, который часто включает клонирование генов в плазмиды Escherichia coli или дрожжи . [11]

Примаза — это РНК-полимераза , которая может добавлять праймер к существующей цепи, ожидающей репликации. ДНК-полимераза не может добавлять праймеры, и поэтому для добавления праймера de novo ей требуется примаза .

Рекомендации

  1. ^ Али, Юнус С.; Саху, Умакант; Вилла, Элоди; О'Хара, Брендан П.; Гао, Пэн; Боде, Синтия; Вуд, Энтони В.; Асара, Джон М.; Бен-Сахра, Иссам (1 июня 2020 г.). «ERK2 фосфорилирует PFAS, чтобы опосредовать посттрансляционный контроль синтеза пуринов De Novo». Молекулярная клетка . 78 (6): 1178–1191.e6. doi : 10.1016/j.molcel.2020.05.001. ISSN  1097-2765. ПМК  7306006 . ПМИД  32485148.
  2. ^ Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функции и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов». J Стероид Биохим Мол Биол . 43 (8): 779–804. дои : 10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID  22217824. S2CID  112729.
  3. ^ Аб Ян Дж., Ван Л., Цзя Р. (2020). «Роль ферментов синтеза холестерина de novo при раке». Журнал рака . 11 (7): 1761–1767. дои : 10.7150/jca.38598. ПМК 7052851 . ПМИД  32194787. 
  4. ^ abc Song Z, Сяоли AM, Ян Ф (2018). «Регуляция и метаболическое значение липогенеза De Novo в жировой ткани». Питательные вещества . 10 (10): Е1383. дои : 10.3390/nu10101383 . ПМК 6213738 . ПМИД  30274245. 
  5. ^ аб Уоллес М., Metallo CM (2020). «Отслеживание липогенеза de novo в печени и жировой ткани». Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 41 (1): 65–71. doi : 10.1016/j.semcdb.2020.02.012. PMID  32201132. S2CID  214617840.
  6. ^ ab Xu X, So JS, Park JG, Lee AH (2013). «Транскрипционный контроль метаболизма липидов в печени с помощью SREBP и ChREBP». Семинары по заболеваниям печени . 33 (4): 301–311. дои : 10.1055/s-0033-1358523. ПМК 4035704 . ПМИД  24222088. 
  7. ^ abc Герман М.А., Сэмюэл В.Т. (2016). «Сладкий путь к метаболической гибели: синтез фруктозы и липидов». Тенденции в эндокринологии и обмене веществ . 27 (10): 719–730. дои : 10.1016/j.tem.2016.06.005. ПМК 5035631 . ПМИД  27387598. 
  8. ^ аб Марджот Т., Мулла А., Кобболд Дж. Ф., Ходсон Л., Томлинсон Дж. В. (2020). «Неалкогольная жировая болезнь печени у взрослых: современные концепции этиологии, исходов и лечения». Эндокринные обзоры . 41 (1): 66–117. дои : 10.1210/endrev/bnz009 . ПМИД  31629366.
  9. ^ Машима Т., Сеймия Х., Цуруо Т. (май 2009 г.). «Синтез жирных кислот de novo и связанные с ним пути как молекулярные мишени для терапии рака». Британский журнал рака . 100 (9): 1369–72. дои : 10.1038/sj.bjc.6605007. ПМЦ 2694429 . ПМИД  19352381. 
  10. ^ Флахс, П; Адамцова, К; Зухар, П; Маркес, К; Яновска, П; Вьегас, я; Джонс, Дж. Г.; Бардова, К; Свободова, М; Хансикова, Дж; Куда, О (март 2017 г.). «Индукция липогенеза в белом жире при воздействии холода у мышей: связь с худощавым фенотипом». Международный журнал ожирения . 41 (3): 372–380. дои : 10.1038/ijo.2016.228. ISSN  0307-0565. PMID  28008171. S2CID  4111899.
  11. ^ Аб Косури С., генеральный директор церкви (2014). «Крупномасштабный синтез ДНК de novo: технологии и приложения». Природные методы . 11 (5): 499–507. дои : 10.1038/nmeth.2918. ПМК 7098426 . ПМИД  24781323. 

дальнейшее чтение

Внешние ссылки