كيفية تصنيع الليسيثين

الليسيثينهو جزيء مهم نشط بيولوجيًا له العديد من الوظائف الفسيولوجية الأساسية في جسم الإنسان ، مثل المكون الرئيسي لأغشية الخلايا ، والناقلات العصبية ، واستقلاب الدهون في الكبد ، لذلك من المفيد جدًا فهم تركيبه. في هذه المقالة ، سيتم تقديم جميع طرق تخليق الليسيثين من الجوانب التالية: مسار تخليق فوسفاتيديل كولين ، مسار تخليق الليسيثين ، مسار تخليق الفوسفوليبيد ومسار تخليق فوسفات الجلسرين الأحماض الدهنية.

1. مسار تخليق الفوسفاتيديل كولين:

الليسيثين ، المعروف أيضًا باسم الليسيثين ، مادة فوسفورية مهمة موجودة على نطاق واسع في الكائنات الحية الحيوانية والنباتية. في الكائنات الحية ، يلعب الليسيثين مجموعة متنوعة من الوظائف الفسيولوجية المهمة ، بما في ذلك بنية غشاء الخلية ، والنقل العصبي ، واستقلاب الكوليسترول ، إلخ.

يعتبر الفوسفاتيديل كولين أحد أهم مكونات الليسيثين ، وهو موجود بكثرة في جسم الإنسان. يكتمل التخليق الحيوي للفوسفاتيديل كولين بشكل عام من خلال تفاعل نقل الميثيل ، ويكون مساره المفصل كما يلي:

1.1 يتكون Phosphatidylacyldiacylglycerol (PA) من الأحماض الدهنية والجليسرول بواسطة CDP-acylcholine (CDP-Choline) لتوليد فسفوريل كولين (PtdCho).

1.2 في الوقت نفسه ، يتم توفير الميثيل بواسطة SAM (S-adenosylmethionine) إلى methylate methionylcholine (GPC) إلى دهون -2- phosphoadenosylcholine (PC).

1.3 يقوم PtdCho والكمبيوتر الشخصي بتوليد الكولين فوسفاتيديلينوسيتول (PI-Cho) من خلال تفاعل التبادل المحفز بواسطة الدهون -1- فوسفوينوزيتيد ترانسفيراز.

1.4 ثم يتم تحويل PI-Cho إلى فوسفو-إينوزيتول كولين (IP-Cho) عن طريق نزع الفسفرة.

ما سبق هو مسار التوليف الكلي للفوسفاتيديل كولين ، حيث تكون الخطوتان الأولى والثانية عبارة عن مسار فسفوريل كولين (مسار كينيدي) ، والذي يحدث بشكل رئيسي في الشبكة الإندوبلازمية وجسم جولجي ؛ الخطوتان الثالثة والرابعة هما مسار فوسفوليبيد الإينوزيتول ، بشكل رئيسي في السيتوبلازم وفي الأجسام الحمضية. يتطلب تخليق الفوسفاتيديل كولين مشاركة العديد من الإنزيمات والإنزيمات المساعدة ، مثل CDP acylase و SAM adenylase و phosphatidylinositolase و dephosphatase.

2. مسار تركيب الليسيثين:

الليسيثين هو دهون بيولوجية مهمة موجودة على نطاق واسع في الكائنات الحية ، ولها وظائف مهمة في الحفاظ على بنية غشاء الخلية ووظيفتها ، والنقل العصبي ، واستقلاب الدهون. تشمل مكوناته الرئيسية الفوسفوريل كولين ، فسفوريلاسيتيل كولين ، وفوسفوريلكرياتين ، من بينها الفوسفوريل كولين الذي يحتوي على أعلى محتوى ، وهو ما يمثل أكثر من نصف الكمية الإجمالية لليسيثين. تتضمن عملية تصنيع الليسيثين مسارات استقلابية متعددة وتآزر مختلف الإنزيمات ، والتي تختلف باختلاف أنواع الخلايا والأنسجة المختلفة. سيتم مناقشة مسار التوليف الرئيسي لليسيثين أدناه.

2.1. مسار الجلسرين فوسفات (مسار GPAT):

مسار الجلسرين فوسفات هو الخطوة الأولى لتخليق الليسيثين ، وتشمل عمليته بشكل أساسي الخطوات التالية: يتحد الجلسرين ثلاثي الفوسفات (G3P) مع الأحماض الدهنية لتوليد أسيل جلسروفوسفات (LPA) ، ويولد LPA أيضًا حمض الفوسفاتيدك (PA) من خلال تفاعل نزع الكربوكسيل ، ينتج PA Reduction لـ CDP-acylglycerol (CDP-DAG) و CDP-DAG والكولين والإيثانولامين وغيرها من الركائز التي تصنع الليسيثين من خلال مسار فوسفوليبيد الإينوزيتول. إنزيم GPAT هو إنزيم يحدد المعدل لمسار فوسفات الجلسرين ، ومحفزه هو أسيتيل ثلاثي فوسفات الجلسرين والأحماض الدهنية لتوليد LPA. يجب أن يتم توريد ركائز مثل الكولين من خلال أحد مسارين "فوسفاتيد الإينوزيتول" و "فوسفاتيد الأورنيثين".

2.2. مسار فوسفوليبيد الإينوزيتول:

يعد مسار فوسفوليبيد الإينوزيتول أحد مسارات التوليف المهمة لليسيثين ، ويرتبط مساره بمسار غشاء الخلية ثنائي فوسفات مانيتول. يتضمن تخليق فوسفوليبيدات الإينوزيتول بشكل أساسي الخطوتين التاليتين: تفاعل إضافة فوسفاتيد الكولين أو فوسفات الإينوزيتول مع فوسفات أسيل غليسيرول لتوليد فوسفوجليسيرول كولين (PGC) أو فوسفوجليسيرول إينوزيتول (PGI) ، ثم من خلال إينوزيتول فوسفوغليسيرول ترانسفيراز (PGC) ) نقل الكولين الفسفوجليسرول أو الإينوزيتول الفسفوجليسرول إلى جزيء CDP-DAG لتشكيل جزيء ليسيثين كامل. يمثل الفوسفوريل كولين الذي تم تصنيعه بواسطة مسار فوسفوليبيد الإينوزيتول حوالي 20 بالمائة من إجمالي كمية الليسيثين.

2.3 مسار أورنيثين فسفوليبيد:

مسار أورنيثين فسفوليبيد هو المسار الرئيسي لتخليق أورنيثين فوسفوليبيد. يعتمد هذا المسار على التحلل المائي للأورنيثين في الخلية إلى الأمونيا وتحفيز ثاني أكسيد الكربون لتوليد حمض البيروفيك وحمض الأكساليك ، ثم تفاعل نقل الأسيل لحمض الأكساليك وفوسفات أسيل جلسرين للحصول على حمض الأكساليك الفسفوجليسيريل (PGS). بعد ذلك ، ينقل PGS مجموعة الفوسفور إلى جزيء CDP-DAG من خلال تفاعلين محفزين بالإنزيم (PSD و PSS) ، مما ينتج عنه جزيء ليسيثين كامل. يمثل الفوسفوريل كولين المُصنَّع بواسطة مسار أورنيثين فوسفوليبيد حوالي 10 بالمائة من إجمالي كمية الليسيثين.

3. مسار تخليق الدهون الفوسفورية:

الليسيثين (الفسفوليبيد) هو مادة فوسفورية شائعة جدًا ، ومكوناته الرئيسية هي الفوسفوجليسريد والكولين ، ويمكن استخدامه على نطاق واسع في الأغذية والأدوية ومبيدات الآفات وغيرها من المجالات. هناك العديد من طرق تحضير الليسيثين ، وأكثرها شيوعًا هي الطرق الكيميائية والطرق البيولوجية.

العملية المحددة هي كما يلي:

1. الكافستول والأحماض الأمينية:

في المخمر الصناعي ، يتم إضافة ركيزة الخلية والحمض الأميني ، وبعد تفاعل التخمير ، يتم إنتاج سائل تخمير يحتوي على الكافستول والأحماض الأمينية.

2. الفسفرة:

أضف كمية مناسبة من حمض الفوسفوريك إلى مرق التخمير ، واستخدم الفوسفوريلاز لإضافة حمض الفوسفوريك إلى الجلسرين لتكوين الجلسرين فوسفات. من بينها ، تتمثل وظيفة الفسفوريلاز في إضافة حمض الفوسفوريك إلى الكافستول والأحماض الأمينية.

3. توليد إيثانول أمين الأحماض الدهنية:

يتفاعل الجلسرين الفوسفات والإيثانولامين من الأحماض الدهنية بواسطة الأسيليز لتكوين الليسيثين. من بينها ، تتمثل وظيفة الأسيليز في الجمع بين الأحماض الدهنية والفوسفوجليسريد أو أمين الكحول لتكوين الليسيثين.

4. تقنية تثبيت الإنزيم:

تسمح هذه التقنية بإنتاج كميات كبيرة من الإنزيمات ويمكن إعادة استخدامها ، مما يجعل عملية إنتاج الليسيثين أكثر فعالية من حيث التكلفة. يتم تجميد الإنزيم على الكاولين لنقل مجموعات الأحماض الدهنية إلى الإيثانولامين لتكوين الليسيثين ، الذي يتمتع بإمكانية إعادة استخدام جيدة.

يعد الفوسفوليبيد أحد أهم مكونات الليسيثين ، ويشتمل مسار تركيبه على ركائز مختلفة. حمض الفوسفوريك (مسار فوسفات البنتوز) هو الركيزة 1- حمض الهيدروكسي غليكريك الناتج عن استقلاب السكر ؛ يتم إنتاج حامض الفوسفاتيديك الركيزة عن طريق التحميض ؛ يمكن الحصول على CDP- الكولين عن طريق تفاعل المثيلة ؛ يتم إنتاج ركائز البيروفات و methylvalonate ؛ يمكن الحصول على الأحماض الأمينية ليسين وليوسين عن طريق نزع الكربوكسيل ؛ يمكن استخدام ركائز البوتاسيوم والميثيونين كركائز تفاعل تحفز التفاعل ثنائي في واحد لفوسفات الكولين CDP.

4. مسار تخليق فوسفات الجلسرين الأحماض الدهنية:

مسار تخليق فوسفات الجلسرين الأحماض الدهنية هو مسار آخر للتخليق الحيوي لليسيثين ، حيث لا يوجد الكولين ، وركائزه الرئيسية هي الأحماض الدهنية والطرطرات ، ويمكن الحصول على الدهون الثلاثية عن طريق تحفيز أسيل إيناركوسيل سينثيز. بعد ذلك ، من خلال عمل ثلاثي الجليسريد أسيل ترانسفيراز ، يتم تكوين رابطة فوسفاتية بين 2- هيدروكسي جلسرين وطرطرات لتشكيل التركيب الجزيئي لفوسفات الجلسرين الأحماض الدهنية ، وهو مقدمة الليسيثين.

باختصار ، تشتمل المسارات الاصطناعية لليسيثين على المسار الاصطناعي للفوسفاتيديل كولين ، ومسار الليسيثين الاصطناعي ، والمسار الصناعي للفوسفوليبيد ، ومسار فوسفات الجلسرين الأحماض الدهنية. من بينها ، يتشابه مسار تخليق الفوسفاتيديل كولين ومسار تخليق الليسيثين مع بعضهما البعض ، ويتفاعل كلاهما من خلال حمض CDP-chloroacetic الوسيط ؛ يستخدم مسار تخليق الفوسفوليبيد المزيد من الركائز ، بما في ذلك الركائز التي ينتجها التمثيل الغذائي للسكر ومسارات الأكسدة. الركائز والركائز التي تنتجها تفاعلات نزع الكربوكسيل ؛ تتمثل الوظيفة الرئيسية لمسار تخليق فوسفات الجلسرين من الأحماض الدهنية في تكوين البنية الجزيئية الأولية لليسيثين.