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 .
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 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]
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]
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 .