Биосинтез холестерина

Большинство клеток нашего организма (которые не утратили ядро) способны синтезировать холестерин. Печень и в меньшей степени тонкий кишечник – наиболее активные продуценты холестерина. Он является необходимым компонентом плазматических мембран и служит предшественником желчных кислот и стероидных гормонов.

Единственным исходным материалом служит ацетил-КоА. В синтезе холестерина выделяют три основные стадии: I – превращение активного ацетата в мевалоновую кислоту; II – образование сквалена из меваоновой кислоты; III - циклизация сквалена в холестерин.

I стадия

Первая реакция синтеза холестерина представляет собой взаимодействие двух молекул ацетил-S-КоА под влиянием ацетоацетил-КоА-тиолазы, образуя ацетоацетил-S-КоА:

Полученный ацетоацетил-S-КоА конденсируется с третьей молекулой активного ацетата при участии специальной синтетазы, образуя b-метил-b-гидрокси-глутарил-S-КоА:

Следующая реакция восстановления b-метил-b-гидрокси-глутарил-S-КоА под влиянием специальной редуктазы с образованием мевалоновой кислоты:

II стадия

Во второй стадии синтеза холестерола мевалоновая кислота превращается в сквален. Для этого мевалоновая кислота фосфорилируется с участием трех молекул АТФ, образуя 3-фосфо-5-пирофосфомевалоновую кислоту:

Нестабильная молекула 3-фосфо-5-пирофосфомевалоновой кислоты декарбоксилируется и дефосфорилируется, формируя непредельное соединение – изопентенил-пирофосфат (С₅):

Изопентенил-пирофосфат изомеризуется, образуя 3,3-диметилаллил-пирофосфат(С₅):

Конденсация двух 5-углеродных соединений (изопентенил-пирофосфат + 3,3-диметилаллил-пирофосфат) приводит к получению геранилпирофосфата (С₅ + С₅ = С₁₀). Дальнейшая конденсация геранилпирофосфата с изопентенил-пирофосфатом (С₁₀ + С₅) дает образование фарнезил-пирофосфата (С₁₅). В свою очередь, конденсация двух молекул фарнезил-пирофосфата заканчивается получением молекулы сквалена (С₃₀).

III стадия

На заключительной стадии следует циклизация сквалена при участии НАДФН⁺ + Н⁺, молекулярного кислорода и сквален-синтетазы с образованием ланостерина (С₃₀), который уже имеет стероидную циклическую структуру. Ланостерин под влиянием ряда ферментов теряет три метильные группы и трансформируется в холестерол: