Биосинтез на наситени мастни киселини. Биосинтеза на висши мастни киселини При синтеза на мастни киселини правилната последователност от реакции


БЕЛОРУСКИ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ПО ИНФОРМАТИКА И РАДИОЕЛЕКТРОНИКА
Катедра ЕТТ
ЕСЕ
По темата:
Окисляване на ненаситени мастни киселини. биосинтеза на холестерол. Мембранен транспорт»

МИНСК, 2008 г
Окисляване на ненаситени мастни киселиниот.
По принцип се среща по същия начин като наситените, но има характеристики. Двойните връзки на естествено срещащите се ненаситени мастни киселини са в цис конфигурация, докато в CoA естери на ненаситени киселини, които са междинни продукти на окисление, двойните връзки са в транс конфигурация. В тъканите има ензим, който променя конфигурацията на цис-към-транс двойната връзка.
Метаболизъм на кетонни тела.
Терминът кетонни (ацетонови) тела означава ацетооцетна киселина, α-хидроксимаслена киселина и ацетон. Кетонните тела се образуват в черния дроб в резултат на деацилиране на ацетоацетил КоА. Има доказателства, сочещи важна роля на кетоновите тела в поддържането на енергийната хомеостаза. Кетонните тела са един вид доставчик на гориво за мускулите, мозъка и бъбреците и действат като част от регулаторен механизъм, който предотвратява мобилизирането на мастни киселини от депото.
биосинтеза на липиди.
Биосинтезата на липиди от глюкоза е важна метаболитна връзка в повечето организми. Глюкозата, в количества, надвишаващи непосредствените енергийни нужди, може да бъде строителен материал за синтеза на мастни киселини и глицерол. Синтезът на мастни киселини в тъканите се извършва в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се случва главно удължаването на съществуващите вериги на мастни киселини.
Екстрамитохондриален синтез на мастни киселини.
Градивният елемент за синтеза на мастни киселини в цитоплазмата на клетката е ацетил КоА, който се извлича главно от митохондриите. Синтезът изисква наличието на въглероден диоксид и бикарбонатни йони и цитрат в цитоплазмата. Митохондриалният ацетил КоА не може да дифундира в цитоплазмата на клетката, т.к митохондриалната мембрана е непропусклива за него. Митохондриалният ацетил CoA взаимодейства с оксалоацетат, образувайки цитрат и прониква в клетъчната цитоплазма, където се разцепва до ацетил CoA и оксалоацетат.
Има и друг начин за проникване на ацетил КоА през мембраната - с участието на карнитин.
Стъпки в биосинтезата на мастни киселини:
Образуването на малонил CoA чрез свързване на въглероден диоксид (биотин-ензим и АТФ) с коензим А. Това изисква присъствието на NADPH 2.
Образуване на ненаситени мастни киселини:
В тъканите на бозайниците има 4 семейства ненаситени мастни киселини -
1. палмитолеинова, 2. олеинова, 3. линолова, 4. линоленова
1 и 2 се синтезират от палмитинова и стеаринова киселини.
биосинтеза на триглицериди.
Синтезът на триглицеридите идва от глицерол и мастни киселини (стеаринова, палмитинова, олеинова). Пътят на биосинтезата на триглицеридите се осъществява чрез образуването на глицерол-3-фосфат.
Глицерол-3-фосфатът се ацилира и се образува фосфатидна киселина. Това е последвано от дефосфорилиране на фосфатидна киселина и образуване на 1,2-диглицерид. Това е последвано от естерификация с ацил CoA молекулата и образуването на триглицерид. Глицерофосфолипидите се синтезират в ендоплазмената верига.
Биосинтез на наситени мастни киселини.
Malonyl CoA е непосредственият прекурсор на двувъглеродни единици в синтеза на мастни киселини.
Пълният синтез на наситени мастни киселини се катализира от специален синтетазен комплекс, състоящ се от 7 ензима. Синтетазната система, катализираща синтеза на мастни киселини в разтворимата фракция на цитоплазмата, е отговорна за следната обща реакция, при която една молекула ацетил КоА и 7 молекули малонил КоА се кондензират, за да образуват една молекула палмитинова киселина (редукция се извършва от NADPH). Единствената молекула ацетил КоА, необходима за реакцията, е инициаторът.
Образуване на малонил CoA:
1. Цитратът може да премине през митохондриалната мембрана в цитоплазмата. Митохондриалният ацетил CoA се прехвърля в оксалоацетат, за да образува цитрат, който може да премине през митохондриалната мембрана в цитоплазмата чрез транспортна система. В цитоплазмата цитратът се разгражда до ацетил CoA, който при взаимодействие с въглероден диоксид се превръща в малонил CoA. Ограничаващият ензим на целия процес на синтез на мастни киселини е ацетил КоА карбоксилазата.
2. При синтеза на мастни киселини протеинът, носещ ацил, служи като вид котва, към която са прикрепени ацилни междинни продукти по време на реакциите на образуване на алифатната верига. В митохондриите наситените мастни киселини се удължават под формата на CoA естери чрез последователно добавяне на CoA. Ацилните групи на ацетил СоА и малонил СоА се прехвърлят към тиоловите групи на протеина, носещ ацил.
3. След кондензацията на тези двувъглеродни фрагменти те се възстановяват с образуването на висши наситени мастни киселини.
Последващите етапи в синтеза на мастни киселини в цитоплазмата са подобни на обратните реакции на митохондриалното β-окисление. Осъществяването на този процес с всички междинни продукти е силно свързано с голям мултиензимен комплекс - синтетаза на мастни киселини.
регулиране на метаболизма на мастни киселини.
Процесите на метаболизма на мазнините в организма се регулират от неврохуморалния път. В същото време централната нервна система и кората на главния мозък осъществяват координацията на различни хормонални влияния. Мозъчната кора упражнява трофично влияние върху мастната тъкан чрез симпатиковата и парасимпатиковата система или чрез ендокринните жлези.
Поддържането на определено съотношение между катаболизма и анаболизма на мастните киселини в черния дроб е свързано с влиянието на метаболитите вътре в клетката, както и с влиянието на хормоналните фактори и консумираната храна.
При регулирането на α-окислението наличието на субстрат е от първостепенно значение. Навлизането на мастни киселини в чернодробните клетки се осигурява от:
1. улавянето на мастни киселини от мастната тъкан, регулирането на този процес се извършва от хормони.
2. улавянето на мастни киселини (поради съдържанието на мазнини в храната).
3. освобождаване на мастни киселини под действието на липазата от чернодробните триглицериди.
Вторият контролиращ фактор е нивото на съхранение на енергия в клетката (съотношението на ADP и ATP). Ако има много ADP (клетъчните енергийни резерви са малки), тогава възникват реакции на конюгация, което допринася за синтеза на ATP. Ако съдържанието на АТФ се увеличи, горните реакции се инхибират и натрупаните мастни киселини се използват за биосинтеза на мазнини и фосфолипиди.
Способността на цикъла на лимонената киселина да катаболизира ацетил CoA, произведен от α-окисление, е важна за реализирането на цялостния енергиен потенциал на катаболизма на мастните киселини, както и нежеланото натрупване на кетонови тела (ацетооцетна киселина, α-хидроксибутират и ацетон) .
Инсулинът засилва биосинтезата на мастни киселини, превръщането на въглехидратите в мазнини. Адреналинът, тироксинът и хормонът на растежа активират разграждането (липолизата) на мазнините.
Намаляването на производството на хормони на хипофизата и полови хормони води до стимулиране на синтеза на мазнини.
Нарушения на липидния метаболизъм
1. Нарушаване на процесите на усвояване на мазнините
а) недостатъчен прием на панкреатична липаза
б) нарушение на потока на жлъчката в червата
в) нарушение на стомашно-чревния тракт (увреждане на епителната покривка).
2. Нарушаване на процесите на пренос на мазнини от кръвта към тъканите - преходът на мастните киселини от хиломикроните на кръвната плазма към мастните депа е нарушен. Това е наследствено заболяване, свързано с липсата на ензим.
3. Кетонурия и кетонемия – при гладуване при хора с диабет се повишава съдържанието на кетонни тела – това е кетонемия. Това състояние е придружено от кетонурия (наличие на кетонови тела в урината). Поради необичайно високата концентрация на кетонни тела в приточната кръв, мускулите и другите органи не могат да се справят с тяхното окисление.
4. Атеросклероза и липопротеини. Доказана е водещата роля на някои класове липопротеини в патогенезата на атеросклерозата. Образуването на липидни петна и плаки е придружено от дълбоки дегенеративни промени в съдовата стена.
Холестерол
При бозайниците по-голямата част (около 90%) от холестерола се синтезира в черния дроб. По-голямата част от него (75%) се използва в синтеза на така наречените жлъчни киселини, които подпомагат храносмилането на липидите, които идват с храната в червата. Те ги правят по-достъпни за хидролитичните ензими – липази. Основната жлъчна киселина е холната киселина. Холестеролът също е метаболитен прекурсор на други важни стероиди, много от които действат като хормони: алдостерон и кортизон, естрон, тестостерон и андростерон.
Нормалното ниво на холестерола в кръвната плазма е в диапазона 150-200 mg / ml. Високите нива могат да доведат до отлагане на холестеролни плаки в аортата и малките артерии, състояние, известно като артериосклероза (атеросклероза). В крайна сметка това допринася за нарушаване на сърдечната дейност. Поддържането на нормални нива на холестерола се осъществява чрез организиране на подходяща диета, както и in vivo регулиране на пътя на ацетил-КоА. Един от начините за намаляване на високите нива на холестерол в кръвта е приемането на съединения, които намаляват способността на организма да синтезира холестерол през устата. Холестеролът се синтезира в черния дроб и кръвната плазма, пакетиран в липопротеинови комплекси, които се пренасят в други клетки. Проникването на холестерола в клетката зависи от наличието на мембранни рецептори, които свързват такива комплекси, които влизат в клетката чрез ендоцитоза и след това лизозомните ензими освобождават холестерол вътре в клетката. Дефектни рецептори са открити при пациенти с високи нива на холестерол в кръвта, това е генетичен дефект.
Холестеролът е предшественик на много стероиди като фекални стероиди, жлъчни киселини и стероидни хормони. При образуването на стероидни хормони от холестерола първо се синтезира междинният продукт прегненолон, който служи като прекурсор на прогестерона - хормона на плацентата и жълтото тяло, мъжките полови хормони (тестостерон), женските полови хормони (естрон) и хормоните на надбъбречната кора (кортикостерон).
Основният изходен материал за биосинтезата на тези хормони е аминокиселината тирозин. Неговият източник е в клетките -
1. Протеолиза
2. Образуване от фенилаланин (основна AA)
Биосинтезата на стероидните хормони, въпреки разнообразния спектър на тяхното действие, е единен процес.
Прогестеронът е централен в биосинтезата на всички стероидни хормони.
Има 2 начина да го синтезирате:
От холестерола
От ацетат
В регулирането на скоростите на биосинтеза на отделните стероидни хормони важна роля играят тропните хормони на хипофизната жлеза. ACTH стимулира биосинтезата на кортикалните надбъбречни хормони.
Има 3 причини за нарушение на биосинтезата и отделянето на специфични хормони:
1. Развитието на патологичен процес в самата ендокринна жлеза.
2. Нарушаване на регулаторните въздействия върху процесите от страна на централната нервна система.
3. Нарушаване на координацията на дейността на отделните ендокринни жлези.
биосинтеза на холестерол.
Този процес има 35 етапа.
Има 3 основни:
1. Превръщане на активния ацетат в мевалонова киселина
2. Образуване на сквален
3. Окислителна циклизация на сквален до холестерол.
Холестеролът е предшественик на много стероиди:
Фекални стероиди, жлъчни киселини, стероидни хормони. Разграждането на холестерола е превръщането му в жлъчни киселини в черния дроб.
Доказано е, че регулирането на биосинтезата на холестерола се осъществява чрез промяна на синтеза и активността на -хидрокси-метилглутарил КоА редуктазата. Този ензим е локализиран в мембраните на ендоплазмения ретикулум на клетката. Неговата активност зависи от концентрацията на холестерола, което води до намаляване на активността на ензима. Регулирането на редуктазната активност от холестерола е пример за регулиране на крайния продукт на ключов ензим по начин на отрицателна обратна връзка.
Съществува и втори път за биосинтеза на мевалонова киселина.
Два автономни пътя са важни за вътреклетъчната диференциация на биосинтезата на холестерола, необходим за вътреклетъчните нужди (синтеза на липопротеини на клетъчната мембрана) от холестерола, който се използва за образуването на мастни киселини. В състава на липопротеините холестеролът напуска черния дроб и навлиза в кръвта. Съдържанието на общ холестерол в кръвната плазма е 130-300 mg / ml.
Молекулни компоненти на мембраните.
Повечето мембрани са около 40% липиди и 60% протеини. Липидната част на мембраните съдържа предимно полярни липиди от различни видове; почти всички полярни липиди на клетката са концентрирани в нейните мембрани.
Повечето мембрани съдържат малко триацилглицероли и стероли, с изключение в този смисъл на плазмените мембрани на висши животински клетки с характерното за тях високо съдържание на холестерол.
Съотношението между различните липиди е постоянно за всеки даден тип клетъчна мембрана и следователно се определя генетично. Повечето мембрани се характеризират с еднакво съотношение на липиди и протеини. Почти всички мембрани са лесно пропускливи за вода и за неутрални липофилни съединения, в по-малка степен за полярни вещества като захари и амиди и много слабо пропускливи за малки йони като натрий или хлорид.
Повечето мембрани се характеризират с високо електрическо съпротивление. Тези общи свойства са в основата на създаването на първата важна хипотеза за структурата на биологичните мембрани - хипотезата за елементарната мембрана. Според хипотезата елементарната мембрана се състои от двоен слой от смесени полярни липиди, в който въглеводородните вериги са обърнати навътре и образуват непрекъсната въглеводородна фаза, а хидрофилните глави на молекулите са насочени навън, всяка от повърхностите на двойният липиден слой е покрит с мономолекулен слой протеин, чиито полипептидни вериги са в удължена форма. Общата дебелина на елементарната мембрана е 90 ангстрьома, а дебелината на липидния двуслой е 60-70 ангстрьома.
Структурното разнообразие на мембраните е по-голямо, отколкото въз основа на хипотезата за елементарната мембрана.
Други модели мембрани:
1. Структурният протеин на мембраната се намира вътре в двойния слой липиди, а въглеводородните опашки на липидите проникват в свободните и др.................

По-рано се предполагаше, че процесите на разцепване са обръщане на процесите на синтез, включително синтеза на мастни киселини се считаше за процес, обратен на тяхното окисление.

Вече е установено, че митохондриалната система за биосинтеза на мастни киселини, която включва леко модифицирана последователност на реакцията на β-окисление, само удължава средноверижните мастни киселини, които вече съществуват в тялото, докато пълната биосинтеза на палмитинова киселина от ацетил- CoA продължава активно. извън митохондриитепо съвсем различен начин.

Нека разгледаме някои важни характеристики на пътя на биосинтеза на мастни киселини.

1. Синтезът се извършва в цитозола, за разлика от разпадането, което се случва в митохондриалната матрица.

2. Междинните продукти на синтеза на мастни киселини са ковалентно свързани със сулфхидрилните групи на ацил-трансферния протеин (ACP), докато междинните продукти на разцепване на мастни киселини са свързани с коензим А.

3. Много от ензимите за синтез на мастни киселини във висшите организми са организирани в мултиензимен комплекс, наречен синтетаза на мастни киселини. Обратно, ензимите, които катализират разграждането на мастни киселини, изглежда не се свързват.

4. Растящата верига на мастна киселина се удължава чрез последователно добавяне на компоненти с два въглерода, произхождащи от ацетил-КоА. Malonyl-APB служи като активиран донор на двувъглеродни компоненти в етапа на удължаване. Реакцията на удължаване се задейства от освобождаването на CO 2 .

5. Ролята на редуциращ агент в синтеза на мастни киселини се изпълнява от NADPH.

6. В реакциите участва и Mn 2+.

7. Удължаването под действието на комплекса синтетаза на мастни киселини спира на етапа на образуване на палмитат (С 16). По-нататъшното удължаване и въвеждането на двойни връзки се извършва от други ензимни системи.

Образуване на малонил коензим А

Синтезът на мастни киселини започва с карбоксилирането на ацетил-КоА до малонил-КоА. Тази необратима реакция е критична стъпка в синтеза на мастни киселини.

Синтезът на малонил-КоА се катализира от ацетил-КоА карбоксилазаи се осъществява за сметка на ATR енергия. Източникът на CO 2 за карбоксилиране на ацетил-CoA е бикарбонат.

Ориз. Синтез на малонил-КоА

Ацетил-КоА карбоксилазата съдържа като простетична група биотин.

Ориз. Биотин

Ензимът се състои от различен брой идентични субединици, всяка от които съдържа биотин, биотин карбоксилаза, карбоксибиотин трансферен протеин, транскарбоксилаза, както и регулаторния алостеричен център, т.е. представлява полиензимен комплекс.Карбоксилната група на биотина е ковалентно свързана с ε-амино групата на лизиновия остатък на протеина, носещ карбоксибиотин. Карбоксилирането на биотин компонента в образувания комплекс се катализира от втората субединица, биотин карбоксилазата. Третият компонент на системата, транскарбоксилазата, катализира преноса на активиран CO2 от карбоксибиотин към ацетил-КоА.

Биотин ензим + ATP + HCO 3 - ↔ CO 2 ~ Биотин ензим + ADP + P i,

CO 2 ~ Биотин-ензим + Ацетил-КоА ↔ Молонил-КоА + Биотин-ензим.

Дължината и гъвкавостта на връзката между биотин и неговия пренасящ протеин правят възможно преместването на активираната карбоксилна група от едно активно място на ензимния комплекс към друго.

При еукариотите ацетил-КоА карбоксилазата съществува като ензимно неактивен протомер (450 kDa) или като активен нишковиден полимер. Тяхното взаимно преобразуване се регулира алостерично. Ключовият алостеричен активатор е цитрат, което измества равновесието към активната фиброзна форма на ензима. Оптималната ориентация на биотина по отношение на субстратите се постига във влакнеста форма. За разлика от цитрата, палмитоил-КоА измества равновесието към неактивната протомерна форма. Така палмитоил-КоА, крайният продукт, инхибира първата критична стъпка в биосинтезата на мастни киселини. Регулирането на ацетил-КоА карбоксилазата при бактериите се различава рязко от това при еукариотите, тъй като при тях мастните киселини са предимно прекурсори на фосфолипидите, а не резервно гориво. Тук цитратът няма ефект върху бактериалната ацетил-КоА карбоксилаза. Активността на транскарбоксилазния компонент на системата се регулира от гуанинови нуклеотиди, които координират синтеза на мастни киселини с растежа и деленето на бактериите.

Градивният елемент за синтеза на мастни киселини в цитозола на клетката е ацетил-КоА, който се образува по два начина: или в резултат на окислително декарбоксилиране на пируват. (виж Фиг. 11, Етап III), или в резултат на b-окисление на мастни киселини (виж Фиг. 8).

Фигура 11 - Схема на превръщането на въглехидратите в липиди

Спомнете си, че трансформацията на пируват, образуван по време на гликолиза, в ацетил-КоА и образуването му по време на b-окисление на мастни киселини се случват в митохондриите. Синтезът на мастни киселини се извършва в цитоплазмата. Вътрешната мембрана на митохондриите е непропусклива за ацетил-КоА. Навлизането му в цитоплазмата се осъществява чрез улеснена дифузия под формата на цитрат или ацетилкарнитин, които в цитоплазмата се превръщат в ацетил-КоА, оксалоацетат или карнитин. Въпреки това, основният път за пренос на ацетил-коА от митохондриите към цитозола е цитратът (виж Фиг. 12).

Първоначално интрамитохондриалният ацетил-КоА взаимодейства с оксалоацетат, което води до образуването на цитрат. Реакцията се катализира от ензима цитрат синтаза. Полученият цитрат се транспортира през митохондриалната мембрана в цитозола с помощта на специална трикарбоксилатна транспортна система.

В цитозола цитратът реагира с HS-CoA и ATP, отново се разлага на ацетил-CoA и оксалоацетат. Тази реакция се катализира от АТФ-цитрат лиаза. Вече в цитозола, оксалоацетатът, с участието на цитозолната дикарбоксилат-транспортна система, се връща в митохондриалната матрица, където се окислява до оксалоацетат, като по този начин завършва така наречения совалков цикъл:

Фигура 12 - Схема на пренос на ацетил-КоА от митохондриите към цитозола

Биосинтезата на наситени мастни киселини протича в посока, обратна на тяхното b-окисление, растежът на въглеводородните вериги на мастните киселини се осъществява поради последователното добавяне на двувъглероден фрагмент (C 2) - ацетил-CoA към техните краища (виж фиг. 11, етап IV.).

Първата реакция на биосинтезата на мастни киселини е карбоксилирането на ацетил-КоА, което изисква CO 2 , ATP, Mn йони. Тази реакция се катализира от ензима ацетил-КоА - карбоксилаза. Ензимът съдържа биотин (витамин Н) като простетична група. Реакцията протича на два етапа: 1 - карбоксилиране на биотин с участието на АТФ и II - прехвърляне на карбоксилната група към ацетил-КоА, което води до образуването на малонил-КоА:

Malonyl-CoA е първият специфичен продукт от биосинтезата на мастни киселини. В присъствието на подходяща ензимна система, малонил-КоА се превръща бързо в мастни киселини.

Трябва да се отбележи, че скоростта на биосинтеза на мастни киселини се определя от съдържанието на захари в клетката. Увеличаването на концентрацията на глюкоза в мастната тъкан на хората, животните и увеличаването на скоростта на гликолизата стимулира синтеза на мастни киселини. Това показва, че метаболизмът на мазнините и въглехидратите са тясно свързани помежду си. Важна роля тук играе реакцията на карбоксилиране на ацетил-КоА с превръщането му в малонил-КоА, катализирана от ацетил-КоА карбоксилаза. Активността на последния зависи от два фактора: наличието на високомолекулни мастни киселини и цитрат в цитоплазмата.


Натрупването на мастни киселини има инхибиторен ефект върху тяхната биосинтеза; инхибира активността на карбоксилазата.

Специална роля има цитратът, който е активатор на ацетил-КоА карбоксилазата. Цитратът в същото време играе ролята на връзка между въглехидратния и мастния метаболизъм. В цитоплазмата цитратът има двоен ефект при стимулиране на синтеза на мастни киселини: първо, като активатор на ацетил-КоА карбоксилаза и, второ, като източник на ацетилови групи.

Много важна характеристика на синтеза на мастни киселини е, че всички междинни продукти на синтеза са ковалентно свързани с ацилния носител протеин (HS-ACP).

HS-ACP е протеин с ниско молекулно тегло, който е термостабилен, съдържа активна HS-група и има пантотенова киселина (витамин B3) в своята протетична група. Функцията на HS-ACP е подобна на функцията на ензим А (HS-CoA) при b-окислението на мастни киселини.

По време на изграждането на веригата на мастната киселина, междинните продукти образуват естерни връзки с ABP (виж Фиг. 14):

Цикълът на удължаване на веригата на мастната киселина включва четири реакции: 1) кондензация на ацетил-АРВ (С 2) с малонил-АРВ (С 3); 2) възстановяване; 3) дехидратация и 4) второ възстановяване на мастни киселини. На фиг. 13 показва схема за синтез на мастни киселини. Един цикъл на удължаване на веригата на мастни киселини включва четири последователни реакции.

Фигура 13 - Схема за синтез на мастни киселини

В първата реакция (1) - реакцията на кондензация - ацетилните и малонилните групи взаимодействат помежду си, за да образуват ацетоацетил-АВР с едновременно освобождаване на CO 2 (C 1). Тази реакция се катализира от кондензиращия ензим b-кетоацил-ABP синтетаза. CO 2, отцепен от малонил-APB, е същият CO 2, който участва в реакцията на карбоксилиране на ацетил-APB. По този начин, в резултат на реакцията на кондензация, възниква образуването на четиривъглеродно съединение (C 4) от два (C 2) и три въглеродни (C 3) компоненти.

Във втората реакция (2), реакция на редукция, катализирана от b-кетоацил-ACP редуктаза, ацетоацетил-ACP се превръща в b-хидроксибутирил-ACB. Редуциращият агент е NADPH + H + .

В третата реакция (3) от цикъла на дехидратация, водна молекула се отделя от b-хидроксибутирил-APB, за да образува кротонил-APB. Реакцията се катализира от b-хидроксиацил-ACP дехидратаза.

Четвъртата (крайна) реакция (4) от цикъла е редукция на кротонил-APB до бутирил-APB. Реакцията протича под действието на еноил-АСР редуктазата. Ролята на редуциращ агент тук се изпълнява от втората молекула NADPH + H + .

След това цикълът на реакциите се повтаря. Да кажем, че се синтезира палмитинова киселина (C 16). В този случай образуването на бутирил-ACB завършва само с първия от 7 цикъла, във всеки от които началото е добавянето на молекулата на молонил-ACB (C 3) - реакция (5) към карбоксилния край на растяща верига на мастни киселини. В този случай карбоксилната група се отцепва под формата на CO 2 (C 1). Този процес може да бъде представен по следния начин:

C 3 + C 2 ® C 4 + C 1 - 1 цикъл

C 4 + C 3 ® C 6 + C 1 - 2 цикъл

C 6 + C 3 ® C 8 + C 1 -3 цикъл

C 8 + C 3 ® C 10 + C 1 - 4 цикъл

C 10 + C 3 ® C 12 + C 1 - 5 цикъл

C 12 + C 3 ® C 14 + C 1 - 6 цикъл

C 14 + C 3 ® C 16 + C 1 - 7 цикъл

Могат да се синтезират не само висши наситени мастни киселини, но и ненаситени. Мононенаситените мастни киселини се образуват от наситени в резултат на окисление (десатурация), катализирано от ацил-КоА оксигеназа. За разлика от растителните тъкани, животинските тъкани имат много ограничена способност да превръщат наситените мастни киселини в ненаситени. Установено е, че двете най-често срещани мононенаситени мастни киселини палмитоолеинова и олеинова се синтезират от палмитинова и стеаринова киселини. В тялото на бозайници, включително хора, линоловата (C 18:2) и линоленовата (C 18:3) киселини например не могат да се образуват от стеаринова киселина (C 18:0). Тези киселини се класифицират като незаменими мастни киселини. Есенциалните мастни киселини също включват арахидова киселина (C 20:4).

Заедно с десатурацията на мастните киселини (образуването на двойни връзки) се получава и тяхното удължаване (удължаване). Освен това и двата процеса могат да се комбинират и повтарят. Удължаването на веригата на мастната киселина става чрез последователно добавяне на двувъглеродни фрагменти към съответния ацил-КоА с участието на малонил-КоА и NADPH+H + .

Фигура 14 показва пътищата на трансформация на палмитинова киселина в реакциите на десатурация и удължаване.

Фигура 14 - Схема на трансформация на наситени мастни киселини

в ненаситени

Синтезът на всяка мастна киселина завършва чрез разцепването на HS-ACP от ацил-ACB под въздействието на ензима деацилаза. Например:

Полученият ацил-КоА е активната форма на мастната киселина.

Синтезът на мастни киселини се осъществява в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се случва главно удължаването на съществуващите вериги на мастни киселини. Установено е, че палмитинова киселина (16 въглеродни атома) се синтезира в цитоплазмата на чернодробните клетки, а в митохондриите на тези клетки от вече синтезирана в цитоплазмата на клетката палмитинова киселина или от мастни киселини с екзогенен произход, т.е. идващи от червата, се образуват мастни киселини, съдържащи 18, 20 и 22 въглеродни атома. Първата реакция на биосинтеза на мастни киселини е карбоксилирането на ацетил-КоА, което изисква бикарбонатни, АТФ и манганови йони. Тази реакция се катализира от ензима ацетил-КоА карбоксилаза. Ензимът съдържа биотин като простетична група. Реакцията протича в два етапа: I - карбоксилиране на биотин с участието на АТФ и II - прехвърляне на карбоксилната група към ацетил-КоА, което води до образуването на малонил-КоА. Malonyl-CoA е първият специфичен продукт от биосинтезата на мастни киселини. В присъствието на подходяща ензимна система, малонил-КоА се превръща бързо в мастни киселини. Последователността на реакциите, протичащи по време на синтеза на мастни киселини:

След това цикълът на реакциите се повтаря. В сравнение с β-окислението, биосинтезата на мастни киселини има редица характерни особености: синтезът на мастни киселини се извършва главно в цитозола на клетката, а окислението се извършва в митохондриите; участие в процеса на биосинтеза на мастни киселини малонил-КоА, който се образува чрез свързване на CO2 (в присъствието на биотин-ензим и АТФ) с ацетил-КоА; във всички етапи на синтеза на мастни киселини участва протеин, носещ ацил (HS-ACP); по време на биосинтезата се образува D (–) изомерът на 3-хидрокси киселината, а не L (+) изомерът, какъвто е случаят с β-окислението на мастни киселини; необходим за синтеза на мастни киселини коензим NADPH.


50. Холестерол-холестерол - органично съединение, естествен мастен (липофилен) алкохол, съдържащ се в клетъчните мембрани на всички животински организми, с изключение на безядрените (прокариоти). Неразтворим във вода, разтворим в мазнини и органични разтворители. биологична роля. Холестеролът в състава на клетъчната плазмена мембрана играе ролята на двуслоен модификатор, придавайки му известна твърдост чрез увеличаване на плътността на "опаковането" на фосфолипидните молекули. По този начин холестеролът е стабилизатор на течливостта на плазмената мембрана. Холестеролът отваря веригата на биосинтеза на стероидни полови хормони и кортикостероиди, служи като основа за образуването на жлъчни киселини и витамини от група D, участва в регулирането на клетъчната пропускливост и защитава червените кръвни клетки от действието на хемолитични отрови. Обмен на холестерол. Свободният холестерол претърпява окисление в черния дроб и органите, които синтезират стероидни хормони (надбъбречни жлези, тестиси, яйчници, плацента). Това е единственият процес на необратимо отстраняване на холестерола от мембраните и липопротеиновите комплекси. Всеки ден 2-4% от холестерола се изразходват за синтеза на стероидни хормони. В хепатоцитите 60-80% от холестерола се окислява до жлъчни киселини, които като част от жлъчката се освобождават в лумена на тънките черва и участват в храносмилането (емулгиране на мазнини). Заедно с жлъчните киселини в тънките черва се освобождава малко количество свободен холестерол, който се отстранява частично с изпражненията, а останалата част се разтваря и заедно с жлъчните киселини и фосфолипидите се абсорбира от стените на тънките черва. Жлъчните киселини осигуряват разграждането на мазнините до техните съставни части (емулгиране на мазнини). След извършване на тази функция 70-80% от останалите жлъчни киселини се абсорбират в крайната част на тънките черва (илеума) и навлизат през системата на порталната вена в черния дроб. Тук си струва да се отбележи, че жлъчните киселини имат и друга функция: те са най-важният стимулант за поддържане на нормалното функциониране (мотилитета) на червата. Не напълно оформени (зараждащи се) липопротеини с висока плътност започват да се синтезират в черния дроб. И накрая, HDL се образува в кръвта от специални протеини (апопротеини) на хиломикрони, VLDL и холестерол, идващи от тъканите, включително от артериалната стена. По-просто цикълът на холестерола може да се обясни по следния начин: липопротеиновият холестерол пренася мазнините от черния дроб до различни части на тялото, като използва кръвоносните съдове като транспортна система. След доставянето на мазнини, холестеролът се връща в черния дроб и отново повтаря работата си. първични жлъчни киселини. (холен и хенодезоксихолен) се синтезират в чернодробните хепатоцити от холестерола. Вторични: дезоксихолева киселина (първоначално синтезирана в дебелото черво). Жлъчните киселини се образуват в митохондриите на хепатоцитите и извън тях от холестерола с участието на АТФ. Хидроксилирането по време на образуването на киселини се извършва в ендоплазмения ретикулум на хепатоцита. Първичният синтез на жлъчни киселини се инхибира (забавя) от присъстващите в кръвта жлъчни киселини. Въпреки това, ако абсорбцията на жлъчни киселини в кръвта е недостатъчна, например поради тежко увреждане на червата, тогава черният дроб, способен да произвежда не повече от 5 g жлъчни киселини на ден, няма да може да попълни количеството на жлъчни киселини, необходими за тялото. Жлъчните киселини са основните участници в ентерохепаталната циркулация при човека. Вторичните жлъчни киселини (дезоксихолева, литохолева, урсодезоксихолева, алохолна и други) се образуват от първичните жлъчни киселини в дебелото черво под въздействието на чревната микрофлора. Броят им е малък. Дезоксихолевата киселина се абсорбира в кръвта и се секретира от черния дроб в жлъчката. Литохолевата киселина се абсорбира много по-зле от дезоксихолевата киселина.


  • В сравнение с β-окислението биосинтеза мазни киселиниима редица характерни особености: синтез мазни киселинисе извършва главно в цитозола на клетката и окислението ...


  • Биосинтезатриглицериди (триацилглицероли). Биосинтеза мазни киселиниМазнините могат да се синтезират както от разпадните продукти на мазнините, така и от въглехидратите.


  • БИОСИНТЕЗАТРИГЛИЦЕРИДИ. Синтезът на триглицеридите идва от глицерол и мазни киселини(главно стеаринова, па.


  • Биосинтеза мазни киселини. Синтез мазни киселини


  • Биосинтеза мазни киселини. Синтез мазни киселинипротича в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се среща главно udli.

Тъй като способността на животните и хората да съхраняват полизахариди е доста ограничена, глюкозата, получена в количества, които надвишават непосредствените енергийни нужди и "капацитета за съхранение" на тялото, може да бъде "строителен материал" за синтеза на мастни киселини и глицерол . От своя страна мастните киселини с участието на глицерол се превръщат в триглицериди, които се отлагат в мастната тъкан.

Важен процес е и биосинтезата на холестерол и други стероли. Въпреки че в количествено отношение, пътят на синтеза на холестерола не е толкова важен, но е от голямо значение поради факта, че от холестерола в тялото се образуват множество биологично активни стероиди.

Синтез на висши мастни киселини в организма

Понастоящем механизмът на биосинтеза на мастни киселини при животни и хора, както и ензимните системи, катализиращи този процес, са достатъчно проучени. Синтезът на мастни киселини в тъканите се извършва в цитоплазмата на клетката. В митохондриите това е главно удължаването на съществуващите вериги на мастни киселини 1 .

1 In vitro експерименти показват, че изолираните митохондрии имат незначителна способност да включват белязана оцетна киселина в дълговерижни мастни киселини.Например, установено е, че палмитинова киселина се синтезира главно в цитоплазмата на чернодробните клетки и в митохондриите на чернодробните клетки, на базата на палмитинова киселина, вече синтезирана в цитоплазмата на клетката или на базата на мастни киселини на екзогенен произход, т.е. получени от червата, се образуват мастни киселини, съдържащи 18, 20 и 22 въглеродни атома. В същото време реакциите на синтеза на мастни киселини в митохондриите са по същество обратни реакции на окисление на мастни киселини.

Екстрамитохондриалният синтез (основен, основен) на мастни киселини рязко се различава по своя механизъм от процеса на тяхното окисление. Градивният елемент за синтеза на мастни киселини в цитоплазмата на клетката е ацетил-КоА, който се извлича главно от митохондриален ацетил-КоА. Установено е също, че наличието на въглероден диоксид или бикарбонатен йон в цитоплазмата е важно за синтеза на мастни киселини. Освен това е установено, че цитратът стимулира синтеза на мастни киселини в цитоплазмата на клетката. Известно е, че ацетил-КоА, образуван в митохондриите по време на окислително декарбоксилиране, не може да дифундира в клетъчната цитоплазма, тъй като митохондриалната мембрана е непропусклива за този субстрат. Доказано е, че митохондриалният ацетил-КоА взаимодейства с оксалоацетат, което води до образуването на цитрат, който свободно прониква в цитоплазмата на клетката, където се разцепва до ацетил-КоА и оксалоацетат:

Следователно в този случай цитратът действа като носител на ацетиловия радикал.

Има друг начин за прехвърляне на интрамитохондриален ацетил-КоА в цитоплазмата на клетката. Това е пътят, включващ карнитин. Беше споменато по-горе, че карнитинът играе ролята на носител на ацилни групи от цитоплазмата към митохондриите по време на окисляването на мастни киселини. Очевидно той може да играе тази роля и в обратния процес, т.е. в преноса на ацилни радикали, включително ацетилов радикал, от митохондриите към клетъчната цитоплазма. Въпреки това, когато става дума за синтез на мастни киселини, този път на ацетил-КоА не е основният.

Най-важната стъпка в разбирането на процеса на синтез на мастни киселини е откриването на ензима ацетил-КоА карбоксилаза. Този сложен биотин-съдържащ ензим катализира ATP-зависимия синтез на малонил-CoA (HOOC-CH 2 -CO-S-CoA) от ацетил-CoA и CO 2 .

Тази реакция протича в два етапа:

Установено е, че цитратът действа като активатор на ацетил-КоА-карбоксилазната реакция.

Malonyl-CoA е първият специфичен продукт от биосинтезата на мастни киселини. В присъствието на подходяща ензимна система, малонил-КоА (който от своя страна се образува от ацетил-КоА) бързо се превръща в мастни киселини.

Ензимната система, която синтезира висши мастни киселини, се състои от няколко ензима, които са свързани помежду си по определен начин.

Понастоящем процесът на синтез на мастни киселини е подробно проучен в E. coli и някои други микроорганизми. Мултиензимният комплекс, наречен синтетаза на мастни киселини, в E. coli се състои от седем ензима, свързани с така наречения ацил-трансферен протеин (ACP). Този протеин е относително термостабилен, има свободен HS-rpynny и участва в синтеза на висши мастни киселини на почти всички негови етапи. Относителното молекулно тегло на APB е около 10 000 далтона.

Следва последователност от реакции, които протичат по време на синтеза на мастни киселини:

След това цикълът на реакциите се повтаря. Да кажем, че се синтезира палмитинова киселина (C 16); в този случай образуването на бутирил-ACB завършва само първия от седем цикъла, във всеки от които началото е добавянето на молекула малонил-ACB към карбоксилния край на растящата верига на мастна киселина. В този случай молекулата HS-APB и дисталната карбоксилна група на малонил-APB се отцепват под формата на CO 2 . Например, бутирил-APB, образуван в първия цикъл, взаимодейства с малонил-APB:

Синтезът на мастни киселини завършва чрез разцепване на HS-ACP от ацил-ACB под въздействието на ензима деацилаза, например:

Общото уравнение за синтеза на палмитинова киселина може да бъде написано, както следва:

Или, като се има предвид, че образуването на една молекула малонил-CoA от ацетил-CoA изразходва една молекула ATP и една молекула CO 2 , общото уравнение може да бъде представено по следния начин:

Основните етапи в биосинтезата на мастни киселини могат да бъдат представени като диаграма.

В сравнение с β-окислението, биосинтезата на мастни киселини има редица характерни характеристики:

  • синтезът на мастни киселини се извършва главно в цитоплазмата на клетката, а окислението - в митохондриите;
  • участие в процеса на биосинтеза на мастни киселини малонил-CoA, който се образува чрез свързване на CO 2 (в присъствието на биотин-ензим и АТФ) с ацетил-CoA;
  • във всички етапи на синтеза на мастни киселини участва протеин, носещ ацил (HS-ACP);
  • необходимостта от синтез на мастни киселини коензим NADPH 2. Последният в тялото се образува отчасти (50%) в реакциите на пентозния цикъл (хексозо монофосфатен "шунт"), отчасти - в резултат на редукция на NADP с малат (ябълчена киселина + NADP-пирогроздена киселина + CO 2 + NADPH 2);
  • възстановяването на двойната връзка в реакцията на еноил-ACP редуктаза става с участието на NADPH 2 и ензима, чиято простетична група е флавин мононуклеотид (FMN);
  • при синтеза на мастни киселини се образуват хидрокси производни, които по своята конфигурация принадлежат към D-серията на мастните киселини, а при окислението на мастните киселини се образуват хидрокси производни от L-серията.

Образуване на ненаситени мастни киселини

Тъканите на бозайниците съдържат ненаситени мастни киселини, които могат да бъдат причислени към четири семейства, различаващи се по дължината на алифатната верига между крайната метилова група и най-близката двойна връзка:

Установено е, че двете най-разпространени мононаситени мастни киселини - палмитоолеинова и олеинова, се синтезират от палмитинова и стеаринова киселина. В молекулата на тези киселини в микрозомите на клетките на черния дроб и мастната тъкан се въвежда двойна връзка с участието на специфична оксигеназа и молекулярен кислород. В тази реакция една кислородна молекула се използва като акцептор на две двойки електрони, едната двойка от които принадлежи към субстрата (Acyl-CoA), а другата към NADPH 2:

В същото време тъканите на хората и редица животни не са в състояние да синтезират линолова и линоленова киселина, а трябва да ги приемат с храната (синтезът на тези киселини се извършва от растенията). В тази връзка линоловата и линоленовата киселина, съдържащи съответно две и три двойни връзки, се наричат ​​есенциални мастни киселини.

Всички други полиненаситени киселини, открити в бозайниците, се образуват от четири прекурсора (палмитолеинова киселина, олеинова киселина, линолова киселина и линоленова киселина) чрез по-нататъшно удължаване на веригата и/или въвеждане на нови двойни връзки. Този процес протича с участието на митохондриални и микрозомални ензими. Например, синтезът на арахидонова киселина се извършва по следната схема:

Биологичната роля на полиненаситените мастни киселини е до голяма степен изяснена във връзка с откриването на нов клас физиологично активни съединения - простагландини.

Биосинтеза на триглицериди

Има основание да се смята, че скоростта на биосинтеза на мастни киселини до голяма степен се определя от скоростта на образуване на триглицериди и фосфолипиди, тъй като свободните мастни киселини присъстват в тъканите и кръвната плазма в малки количества и обикновено не се натрупват.

Синтезът на триглицеридите идва от глицерол и мастни киселини (главно стеаринова, палмитинова и олеинова). Пътят на биосинтезата на триглицеридите в тъканите протича чрез образуването на глицерол-3-фосфат като междинен продукт. В бъбреците, както и в чревната стена, където активността на ензима глицерол киназа е висока, глицеролът се фосфорилира от АТФ, за да образува глицерол-3-фосфат:

В мастната тъкан и мускулите, поради много ниската активност на глицерол киназата, образуването на глицерол-3-фосфат се свързва главно с гликолиза или гликогенолиза 1 . 1 В случаите, когато съдържанието на глюкоза в мастната тъкан е ниско (например по време на гладуване), се образува само малко количество глицерол-3-фосфат и свободните мастни киселини, освободени по време на липолизата, не могат да бъдат използвани за ресинтеза на триглицеридите, така че мастните киселини напускат мастна тъкан . Напротив, активирането на гликолизата в мастната тъкан допринася за натрупването на триглицериди в нея, както и на съставните им мастни киселини.Известно е, че в процеса на гликолитично разграждане на глюкозата се образува дихидроксиацетон фосфат. Последният, в присъствието на цитоплазмена NAD-зависима глицерол фосфат дехидрогеназа, може да се превърне в глицерол-3-фосфат:

В черния дроб се наблюдават и двата пътя за образуване на глицерол-3-фосфат.

Образуваният по един или друг начин глицерол-3-фосфат се ацилира от две молекули на CoA производното на мастната киселина (т.е. "активни" форми на мастната киселина) 2 . 2 В някои микроорганизми, като Е. coli, донорът на ацилната група не е CoA производните, а ACP производните на мастната киселина.В резултат на това се образува фосфатидна киселина:

Имайте предвид, че въпреки че фосфатидната киселина присъства в клетките в изключително малки количества, тя е много важен междинен продукт, общ за биосинтезата на триглицериди и глицерофосфолипиди (вижте схемата).

Ако се синтезират триглицериди, тогава фосфатидната киселина се дефосфорилира с помощта на специфична фосфатаза (фосфатидат фосфатаза) и се образува 1,2-диглицерид:

Биосинтезата на триглицеридите завършва чрез естерификацията на получения 1,2-диглицерид с третата ацил-CoA молекула:

Биосинтеза на глицерофосфолипиди

Синтезът на най-важните глицерофосфолипиди е локализиран главно в ендоплазмения ретикулум на клетката. Първо, фосфатидната киселина, в резултат на обратима реакция с цитидин трифосфат (CTP), се превръща в цитидин дифосфат диглицерид (CDP-диглицерид):

След това, в последващи реакции, всяка от които се катализира от съответния ензим, цитидин монофосфатът се измества от молекулата на CDP-диглицерида от едно от двете съединения - серин или инозитол, образувайки фосфатидилсерин или фосфатидилинозитол, или 3-фосфатидил-глицерол-1- фосфат. Като пример даваме образуването на фосфатидилсерин:

На свой ред фосфатидилсеринът може да бъде декарбоксилиран до образуване на фосфатидилетаноламин:

Фосфатидилетаноламинът е прекурсорът на фосфатидилхолина. В резултат на последователното прехвърляне на три метилови групи от три молекули на S-аденозилметионин (донор на метилови групи) към аминогрупата на етаноламиновия остатък се образува фосфатидилхолин:

Съществува и друг път за синтеза на фосфатидилетаноламин и фосфатидилхолин в животински клетки. Този път също използва CTP като носител, но не фосфатидна киселина, а фосфорилхолин или фосфорилетаноламин (схема).


биосинтеза на холестерол

Още през 60-те години на миналия век Bloch et al. в експерименти, използващи ацетат, белязан с 14 C върху метиловата и карбоксилната група, показват, че и двата въглеродни атома на оцетната киселина са включени в чернодробния холестерол в приблизително равни количества. Освен това е доказано, че всички въглеродни атоми на холестерола идват от ацетат.

По-късно, благодарение на работата на Linen, Redney, Polyak, Cornforth, A. N. Klimov и други изследователи, бяха изяснени основните детайли на ензимния синтез на холестерола, който включва повече от 35 ензимни реакции. В синтеза на холестерола могат да се разграничат три основни етапа: първият е превръщането на активния ацетат в мевалонова киселина, вторият е образуването на сквален от мевалонова киселина и третият е циклизирането на сквалена до холестерол.

Нека първо разгледаме етапа на превръщане на активния ацетат в мевалонова киселина. Началната стъпка в синтеза на мевалонова киселина от ацетил-КоА е образуването на ацетоацетил-КоА чрез обратима тиолазна реакция:

Тогава последващата кондензация на ацетоацетил-CoA с трета молекула ацетил-CoA с участието на хидроксиметилглутарил-CoA синтаза (HMG-CoA синтаза) води до образуването на β-хидрокси-β-метилглутарил-CoA:

Имайте предвид, че вече разгледахме тези първи стъпки в синтеза на мевалонова киселина, когато се занимавахме с образуването на кетонни тела. Освен това, β-хидрокси-β-метилглутарил-CoA, под влиянието на NADP-зависимата хидроксиметилглутарил-CoA редуктаза (HMG-CoA редуктаза), в резултат на редукция на една от карбоксилните групи и разцепването на HS-KoA, се превръща в мевалонова киселина:

HMG-CoA редуктазната реакция е първата практически необратима реакция във веригата на биосинтезата на холестерола и протича със значителна загуба на свободна енергия (около 33,6 kJ). Установено е, че тази реакция ограничава скоростта на биосинтезата на холестерола.

Наред с класическия път за биосинтеза на мевалонова киселина, има втори път, при който като междинен субстрат се образува не β-хидрокси-β-метилглутарил-КоА, а β-хидрокси-β-метилглутарн1-S-APB. Реакциите на този път са очевидно идентични с началните етапи на биосинтеза на мастни киселини до образуването на ацетоацетил-S-APB. Ацетил-КоА карбоксилазата, ензим, който превръща ацетил-КоА в малонил-КоА, участва в образуването на мевалонова киселина по този път. Оптималното съотношение на малонил-КоА и ацетил-КоА за синтеза на мевалонова киселина е две молекули ацетил-КоА на молекула малонил-КоА.

Участието на малонил-КоА, основният субстрат на биосинтезата на мастни киселини, в образуването на мевалонова киселина и различни полиизопреноиди е доказано за редица биологични системи: черен дроб на гълъби и плъхове, млечна жлеза на заек, безклетъчни екстракти от дрожди. Този път на биосинтеза на мевалонова киселина се забелязва главно в цитоплазмата на чернодробните клетки. Значителна роля в образуването на мевалонат в този случай играе хидроксиметилглутарил-КоА редуктазата, която се намира в разтворимата фракция на черния дроб на плъхове и не е идентична с микрозомалния ензим по отношение на редица кинетични и регулаторни свойства. Известно е, че микрозомалната хидроксиметилглутарил-CoA редуктаза е основната връзка в регулацията на пътя на биосинтеза на мевалонова киселина от ацетил-CoA с участието на ацетоацетил-CoA тиолаза и HMG-CoA синтаза. Регулирането на втория път на биосинтеза на мевалонова киселина при редица въздействия (гладуване, хранене с холестерол, въвеждане на повърхностно активно вещество - тритон WR-1339) се различава от регулирането на първия път, в който участва микрозомалната редуктаза. Тези данни показват съществуването на две автономни системи за биосинтеза на мевалонова киселина. Физиологичната роля на втория път не е напълно проучена. Смята се, че той е от определено значение не само за синтеза на вещества с нестероидна природа, като страничната верига на убихинон и уникалната база N 6 (Δ 2 -изопентил) -аденозин на някои тРНК, но и за биосинтеза на стероиди (А. Н. Климов, Е. Д. Полякова).

Във втория етап от синтеза на холестерол, мевалонова киселина се превръща в сквален. Реакциите на втория етап започват с фосфорилиране на мевалонова киселина с помощта на АТФ. В резултат на това се образува 5"-пирофосфорен естер и след това 5"-пирофосфорен естер на мевалонова киселина:

5 "-пирофосфомевалонова киселина, в резултат на последващо фосфорилиране на третичната хидроксилна група, образува нестабилен междинен продукт - 3"-фосфо-5"-пирофосфомевалонова киселина, която, декарбоксилирана и губейки фосфорна киселина, се превръща в изопентенил пирофосфат. Последният изомеризира в диметилалил пирофосфат:

Тези два изомерни изопентенил пирофосфата (диметилалил пирофосфат и изопентенил пирофосфат) след това се кондензират, за да освободят пирофосфат и образуват геранил пирофосфат. Изопентенил пирофосфат отново се добавя към геранил пирофосфат, като в резултат на тази реакция се получава фарнезил пирофосфат.