Cтраница 4
После того как были получены эти сведения, можно было уже попытаться наметить какую-то схему биосинтеза холестерина, которая объясняла бы указанный способ включения ацетата. Ряд данных наводил на мысль, что главными промежуточными продуктами в биосинтезе холестерина из ацетата являются мевалоновая кислота и сквален. Таких ключевых стадий три: 1) превращение ацетата в мевалонат, 2) синтез сквалена из малоната и 3) переход от сквалена к холестерину. Биосинтез мевалоната из ацетата был впервые продемонстрирован в опытах с бесклеточными препаратами из печени крысы. [46]
Rubiaceae, Bignoniaceae и Verbenaceae, по-видимому, довольно близок к синтезу алканина. Ализарин (3.27) биосинтетически представляет собой замещенный нафтохинон. В него включается метка и из шикимата, и из мевалоната. Кольца А и В образуются из шикимата через о-сукцинилбензоат, как это было описано выше для биосинтеза юглона ( рис. 3.12), в то время как кольцо С образуется из мевалоната. [47]
Бесклеточные экстракты дрожжей и печени способны синтезировать сквален из мсвалоновой кислоты. Этот процесс требует присутствия кофакторов, АТР, ионов Mg2 и NADPH. Именно это пятиуглерод-ное соединение и играет роль активного изопрена. Так к 1960 г. были установлены основные этапы биосинтеза холестерина: от ацетата к мевалонату, затем к изопентенилпирофосфату и далее к фарнезилпирофосфату, сквалену и ланостерину. [48]
Для этого была использована бесклеточная система из плодов авокадо. Хотя абсцизовую кислоту можно рассматривать как продукт деградации каротиноидов, однако при введении [ 14С ] фитоина в эту бесклеточную систему радиоактивная метка включается только в каротиноиды, но не в абсцизовую кислоту. В то же время абсцизовая кислота приобретает три метки из [ 2 - 14С ] мевалоната. Концевая цис-двойная связь метится изотопами водорода из 4 - pro - ( R) - мевалоната и, следовательно, образуется на какой-то стадии из транс-двойной связи. Опыты с мевалона-том, стереоспецифически меченным при С-2 и С-5, показали, что при образовании двойной связи наблюдается только транс-элиминирование от атомов С-4 и С-5 предшественника абсцизовой кислоты с потерей 2 - pro - ( S) - и 5 - pro - ( R) - водородных атомов мевалоната. Гидроксиэпоксид () - 2-цмс-ксантоксиновая кислота ( 110) является предшественником у-гидрокси-а, 3-ненасыщенного кето-на - абсцизовой кислоты. S) - Водородный атом мевалоната при образовании двойной связи теряется от С - З - атома, a 4 - pro - ( R) - водородный атом мевалоната - от С - Г - атома при введении кислородной функции. [49]
Движущей силой этих реакций является высокая реакционная способность аллильных пирофосфатов. Стереохимия этих стадий также изучалась с использованием хирально меченных при С-2 и С-5 мевалонатов. Первая включает транс-присоединение аллильного фрагмента и электронодонорнон группы X по двойной связи, которое сопровождается обращением конфигурации при атоме углерода, связанного с пирофосфатной группой. Вторая стадия включает элиминирование группы X и атома водорода от углеродного атома, возникшего из С-4 мевалоната. [50]
Биосинтез растительных стеринов несколько отличается от биосинтеза стероидов животного происхождения. В отличие от лано-стерина, который редко встречается в высших растениях, родственные ему циклопропилтритерпены - циклоартенол ( 63) и 24-мети-ленциклоартанол широко распространены. Если вводить [ 2 - 14С ] ме-валонат в листья кукурузы или гороха, то метка обнаруживается в циклоартеноле и 24-метиленциклоартаноле, а не в ланостерине. При биосинтезе циклоартенола и 24-метиленциклоартанола из 4 () - 4 - 3Н 2 - 14С ] мевалоната, в их молекулы входят шесть меченых атомов вместо пяти, как следовало бы ожидать, если бы в их биосинтезе участвовал ланостерин. Отмечено образование 2 3-эпо-ксисквалена в культуре ткани табака и показано, что в этой системе радиоактивная метка из 2 3-эпокси [ 14С ] сквалена попадает в молекулы циклоартенола и 24-метиленциклоартанола. [51]