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膽固醇的生物合成

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1合成部位和原料

除腦組織和成熟紅細胞外,幾乎全身各組織均可合成膽固醇,肝臟的合成能力最強,佔總量的3/4以上。
乙醯CoA是起始原料,需ATP供能和NADPH供氫。合成酶系存在於胞液和內質網。

2合成的基本過程

合成過程複雜,有近30步酶促反應,大致分為三個階段:
乙醯基(C2)→異戊二烯(C5)→鯊烯(C30)→膽固醇(C27)
1.乙醯CoA合成異戊烯焦磷酸(IPP)
2分子乙醯CoA經硫解酶催化縮合成乙醯乙醯CoA,由HMG- CoA合成酶催化結合1分子乙醯CoA,生成β-羥基-β-甲基戊二酸單醯CoA(HMG- CoA), HMG- CoA還原酶(限速酶)催化其生成甲羥戊酸(MVA),消耗2分子NADPH。甲羥戊酸經磷酸化、脫羧三步酶促反應生成活潑的異戊烯焦磷酸(IPP)。
2.鯊烯的合成
一種異構酶催化異戊烯焦磷酸轉換成二甲烯丙基焦磷酸(DPP)。然後它按照頭對尾方式與另一分子異戊烯焦磷酸縮合成10C牛龍      牛兒焦磷酸。再按頭對尾方式與另一分子異戊烯焦磷酸縮合成15C焦磷酸法尼酯(FPP),2分子FPP由鯊烯合成酶催化,仍然按頭對尾方式縮合成30C的鯊烯。
3.鯊烯轉換為膽固醇
鯊烯轉換為膽固醇的過程很複雜,一個中間產物是羊毛固醇,涉及加氧、環化,形成由四個環組成的膽固醇核的反應。而由羊毛固醇到膽固醇還要經過甲基的轉移、氧化、脫羧等約20步反應。

3膽固醇合成的調節和轉變

調節膽固醇合成的關鍵酶是HMG- CoA還原酶。該酶受膽固醇的抑制,同時酶的磷酸化也可調節酶的活性。對於嚴重的高膽固醇血症,常使用HMG- CoA還原酶的抑製劑,如洛伐他汀。
膽固醇的母核是環戊烷多氫菲,在體內不能被降解,但可以轉變成許多具有重要生理功能的固醇類物質。
1.膽汁酸:3/4的膽固醇可在肝臟轉變為膽汁酸,隨膽汁入腸道,參與脂類的消化吸收。這是膽固醇代謝的主要去路。
2.類固醇激素:膽固醇在腎上腺皮質球狀帶可轉變為腎上腺皮質激素,調節糖、脂、蛋白質代謝;在腎上腺皮質網狀帶可轉變雄激素及少量的雌激素;在睾丸和卵巢組織可經睾酮再轉變成二氫睾酮或雌二醇后發揮生理作用。
3.VD3:膽固醇在腸粘膜細胞內可轉變為7-脫氫膽固醇(VD3原),經血液運輸到皮膚,在紫外線照射下轉變成VD3,繼而在肝、腎進行兩次羥化生成1,25-( O H )2 -D3,調節鈣磷代謝。
4.膽固醇酯:在肝、腎上腺皮質和小腸等組織中,膽固醇與脂醯CoA在脂醯CoA膽固醇醯基轉移酶(ACAT)作用下,生成膽固醇酯。(膽固醇酯酶可將其水解為膽固醇。)
在血漿中,膽固醇在卵磷脂膽固醇醯基轉移酶(LCAT)作用下,接受卵磷脂分子中的脂醯基生成膽固醇酯。
小部分膽固醇可經腸道細菌作用后經腸道排出。
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