مقاله بررسی بیوسنتز كلسترول در 29 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
معادله كلی مسیر بیوسنتز كلسترول..................................................................... 1
بیوسنتز كلسترول.................................................................................................. 2
بیوسنتز كلسترول- مرحله اول............................................................................. 2
بیوسنتز كلسترول- مرحله دوم............................................................................. 4
بیوسنتز كلسترول- مرحله سوم........................................................................... 6
تنظیم بیوسنتز كلسترول........................................................................................ 7
SREBPS چیست؟................................................................................................... 10
ناهنجاریهای مربوط به نقص در بیوسنتز كلسترول............................................. 11
- سندروم SLOS................................................................................................................................ 11
- لاتواسترولوزیز............................................................................................... 16
منابع...................................................................................................................... 23
كلسترول در سه مرحله از استیل كوآنزیم A سنتز می شود.
این استروئید سیالیت غشاء سلولی جانوران را تعدیل می كند. و پیش ساز هورمونهای استروئیدی مانند پروژسترون، تستوسترون. استرادیول وكورتیزول می باشد. تمامی 27 اتم كربن كلسترول در طی یك فرایند سنتزی سه مرحله ای از استیل COA مشتق می شوند.
1- مرحله اول سنتز ایزوپنتیل پیروفسفات می باشد . این ماده یك واحد فعال شده ایزوپرن است كه واحد ساختاری كلید ی كلسترول به شمار می آید.
2- مرحله دوم متراكم شدن شش مولكول ایزوپنتیل پیرو فسفات اسكوالن می باشد.
3- در مرحله سوم، اسكوالن در اثر واكنشی شگفت آور به صورت حلقه ای در می آید ودر ادامه محصول چهارحلقه ای به كلسترول تبدیل می شود.
سنتز موالونات، كه به صورت ایزوپنتینیل پیرو فسفات فعال می شود ، سنتز كلسترول را شروع می كند.
اولین مرحله سنتز كلسترول تشكیل ایزوپنتیل پیرو فسفات از استیل COA می باشد این دسته واكنش ها كه در سیتوزول اتفاق می افتد با تشكیل 3- هیدروكسی 3- متیل گلوتاریل COA (HMG COA) از استیل COA و استواستیل COA كوآ آغاز می شود. این حد وسط جهت سنتز كلسترول به موالونات احیا می شود.
سرنوشت 3- هیدروكسی- 3- متیل گلوتاریل CoA كوآ. در سیتوزول HMG-CoA به موالونات تبدیل می گردد. در میتوكندری به استیل CoA و استواستات تبدیل می شود.
سنتز موالونات مرحله محدود كننده در تشكیل كلسترول است . آنزیمی كه این مرحله برگشت نا پذیر را كاتالیز می كند،3- هیدروكسی3- متیل گلوتاریل كوآردو كتاز(COA-HMG ردوكتاز) نام دارد. همانطور كه مورد بحث قرار خواهد گرفت این آنزیم یك جایگاه كنترلی مهم در بیوسنتز كلسترول است.
3-Hydroxy–3-methyl glutaryl COA+2NADPH+2H+mevalonate+2NADP++COA
HGA- CoA ردوكتاز یك پروتئین سرتاسری در شبكه آندوپلاسمی است.
موالونات در سه واكنش متوالی كه نیاز به ATP دارد به 3- ایزو پنتینیل پیروفسفات تبدیل می شود. دكربوكسیله شدن موالونات، ایزو پنتینیل پیرو فسفات را تولید می كند. این مولكول یك واحد فعال شده ایزوپرنی است كه واحد ساختاری بسیاری از زیست مولكول‌های مهم در تما م فرمانروهای حیات می باشد.
سنتز ایزوپنتینیل پیروفسفات، این حد واسط فعال شده در سه مرحله از موالونات تشكیل می شود كه آخرین آنها یك دكربوكسیله شدن را شامل می شود.
اسكوالن(C30) از شش مولكول ایزوپنتیل پیرو فسفات (C5) سنتز می شود.
اسكوالن بوسیله توالی از واكنش های زیر از ایزوپنتیل پیروفسفات سنتز می شود.
C5C10C15C30
این مرحله از سنتز كلسترول با ایزومری شدن ایزوپنتنیل پیرو فسفات به دی متیل الیل پیرو فسفات آغاز می گردد.
این واحد های ایزومری C5 با هم تركیب شده ویك تركیب C10 را بوجود می آورند: ایزو پنتنیل پیروفسفات به یك یون كربانیوم آلیلی تشكیل شده از دی متیل آلیل پیرو فسفات حمله می كند تا جرانیل پیروفسفات تولید گردد. همین نوع واكنش دوباره روی می دهد : جرانیل پیرو فسفات به یك یون كربانیوم آلیلی تبدیل می شود كه مورد حمله ایزوپنتنیل پیرو فسفات قرار می گیرد. تركیب C15 حاصله فارنزیل پیرو فسفات نام دارد. یك آنزیم، جرانیل پیروفسفات هر یك از این واكنشهای تراكمی را كاتالیز می كند.
خصوصیات بیوشیمیایی، فنوتیپی و نوروفیزیولوژیكی یك Mouse Model (مول موشی) ژنتیكی سندروم RSH/Smith - Lemli- Opitz
سندروم RSH/SLOS یك سندروم اتوزومی مغلوب است كه به وسیله ناهنجاریهای چند گانه مشخص می شود، یك فنوتیپ رفتاری متمایز با اشكال توهمی و عقب ماندگی جسمی. RSH/SLOS یك نقص مادرزادی سنتز كلسترول است كه به وسیله موتاسیون ژن B-3 هیدروكسی استرول ردوكتاز به وجود میآید. اینجا ما ذكر خصوصیات نوروفیزیولوژیكی و فنوتیپی و بیوشیمیایی را از این mouse model ژنتیكی مهیا می كنیم. چنانچه دربیماران انسان، RSH/SLOS یك كاهش نشان دار از سطوح كلسترول بافت و سرم یك افزایش نشاندار از سطوح 7- دهیدروكلسترول بافت و سرم دارد. شباهتهای فنوتیپی بین این mouse model و سندروم انسان شامل عقب ماندگی رشد داخل رحمی، عقب ماندگی های مربوط به صورت مانند كام شكاف دار، رشد كمتر از حالت عادی و كاهش حركات. مطالعات نوروفیزیولوژیكی نشان داد كه اگرچه پاسخ نورونهای كورتكس پیشانی به نوروترانسیمتر - آمینو n بوتیریك اسید نرمال بود، پاسخ این نورونهای مشابه به گلوتامات به طور چشمگیری معیوب بود.
سندروم RSH/Smith - lemli- opitz یك بدشكلی اتوزومی مغلوب یا سندروم عقب ماندگی جسمی است كه به وسیله یك نقص مادرزادی از متابولیسم كلسترول به وجود میآید. فنوتیپ RSH/SLOS متنوع است، ولی به طور تیپیك شامل ناهنجاریهای مربوط به چهره، انومالی های عضو، عقب ماندگی رشدی، مشكلات رفتاری و عقب ماندگی ذهنی . در دو بیمار RSH/SLOS كاهش كلسترول و افزایش 7- دهیدروكلسترول (7-DHC) یافت شد. كار بعدی كه نشان داد RSH/SLOS یك نقص مادرزادی بیوسنتز كلسترول است به علت نقص فعالیت 3- - هیدروكسی استرول 57 ردوكتاز است.
در سیستم عصبی مركزی هیدروكسی استرول 57 ردوكتاز همچنین برای كاهش 7-دهیدرودسموسترول در بیوسنتز دسموسترول عمل می‌كند. در حال حاضر بیش از 70 جهش مختلف از DHCR7 در بیماران با RSH/SLOS مشخص شده است.
آنالیز بیوشیمیایی حیوانات DhCr7-1-
كلسترول بافت و سرم (A) و (B) 7-DHC سطوح به وسیله GC/MS در توله های تازه متولد شدة Dhcr7+/+ , +/- , -/- اندازه گیری شد. كاهش كلسترول و افزایش سطوح 7-DHC در بافتهای مختلف از توله های Dhcr 7-/- موجود بودند. ( C) سطوح 8 دهیدروكلسترول به طول قابل توجهی در نمونه های بافت و سرم از توله های Dhcr7-/- افزایش یافتند. (D) سطوح دسموسترول به طول قابل توجه در كورتكس و مغز میانی از توله های Dhcr7-/- در مقایسه با كنترل كاهش یافت. (E ) احیای ارگوسترول به brassicasterol به طور چشمگیر در فیبروبلاستهای پوست از حیوانات Dhcr7-/- كم شد (P <0/001) در مقایسه با فیبروبلاستهای پوست Dhcr7+/+ تفاوت معناداری در فیبربلاستهای مشتق شده از توله های +/+ یا -/+ دیده نشد. (F ) سطح كلسترول كبد از +/+ (مربع بسته) و -/- (دایره بسته) و سطح 7-DHC از +/+ (مربع باز) و -/- (دایره باز) به وسیله GC/MS در طی رشد و نمو تعیین میشود. (G ) سطح كلسترول و 7-DHC به عنوان درصدی از استرول های كل در مغز جنین های رشد یافته میباشد. (H) سطوح دسموسترول و 7-DHD به
عنوان درصدی از استرولهای كل در مغزهای جنین رشد یافته میباشد.
تطبیق یك بیمار انسان لاتواسترولوزیز:
موشهای Sc5d-/- بسیاری از فنوتیپهای یافت شده در SLOS را دارند. بنابراین ما توجه می كنیم به فیبروبلاست های یك بیمار SLOS كه در 18 هفتگی با ذخیرة درون سلولی اش مرده است. این بیماران به SLOS شبیه اند از آن جایی كه رشد كمی دارند و همچنین دارای میكروسفالی، پتوزیز، كاتاراكت، بینی كوتاه، آرواره كوچك، ستیغ oveolar برجسته، آلت تناسلی نامشخص و … این بیماران از SLOS متفاوتند از آنجایی كه تست هیستوپاتولوژیكی تجمع موكوپلی ساكاریدها و موكولیپیدها را در ماكروفاژهای بافت نشان داده و همچنین سلول های كوپفر كبد و سلولهای بدون نورون سیستم عصبی مركزی. در مقایسه با سلول شاهد تجزیه gas chromatography / mass spectrometry از استرول در مورد فیبروبلاستهای بیمار كه در محیط با كمبود كلسترول رشد داده شد، حضور یك پیك استرول افزایشی نشان داده شد و زمان بازداری این پیك با استفاده از لاتوسترول استاندارد مشخص شد. طیف جرمی این پیك به وسیله لاتوسترول استاندارد مشخص شد و طیف ها برای لاتوسترول منتشر شد. سازگار با نقص فعالیت SC5D ، فیبروبلاستهای بیمار، لاتوسترول را تجمع دادند وقتی كه در محیط با كمبود كلسترول رشد یافتند. پس از 6 روز در محیط كشت، لاتوسترول محاسبه شد و كل استرول های فیبروبلاستهای موتان بود در مقایسه با در فیبروبلاستهای شاهد برای پایداری نقص فعالیت آنزیمی SC5D در فیبروبلاستهای بیمار كه به علت موتاسیون ژن SC5D می باشد، رونویسی از فیبروبلاستهای بیمار بوسیله RT- PCR تكثیر یافت و توالی یابی شد. یك موتاسیون منفرد 137 A > C (Y 46S) مشخص شد. این موتاسیون منفرد بوسیله توالی ژنومی تایید شد. هر یك از والدین این زاده موتان برای این جهش هتروزیگوت بودند. رابطه خویشاوندی بین والدین وجود ندارد. با این وجود هر یك از والدین فرانسوی و كانادایی هستند. الل 137 A > C در 116 كروموزوم نرمال آشكار نشد و موقعیت Y46 در یك aaی حفاظت شده در اولین اگزون كد شده قرار دارد. ژن SC5D روی كروموزوم 11 قرار دارد.