İçeriğe atla

De novo sentez

De novo sentez, kısmi bozunmadan sonra geri dönüşümün aksine, şekerler veya amino asitler gibi basit moleküllerden karmaşık moleküllerin sentezini ifade eder. Örneğin, format ve aspartat gibi küçük öncü moleküllerden yapılabildikleri için diyette nükleotidlere ihtiyaç yoktur. Metionin ise diyette gereklidir, çünkü homosisteine indirgenebilir ve daha sonra homosisteinden yeniden üretilebilirken, de novo sentezlenemez.

De novo, "yeniden", "sıfırdan" veya "baştan" anlamına gelen Latince bir deyimdir.

Nükleotid

Adenin (A olarak kısaltılır), guanin (G), sitozin (C), timin (T) veya urasil (U) isimleriyle tanıdığımız nükleotitlerin de novo yolları serbest bazlar kullanmaz: Purin halkası, bir seferde bir atom veya birkaç atomun yapıya katılmasıyla oluşturulur ve süreç içerisinde riboza bağlanır.[1] Pirimidin halkası orotat olarak sentezlenir, riboz fosfata bağlanır ve daha sonra yaygın pirimidin nükleotitlerine dönüştürülür.

Kolesterol

Kolesterol , hayvan hücre zarlarının önemli bir yapısal bileşenidir. Kolesterol ayrıca steroid hormonlarının, safra asidinin [2] ve D vitamininin biyosentezi için bir öncü görevi görür. Memelilerde kolesterol ya diyet kaynaklarından emilir ya da de novo sentezlenir. De novo kolesterol sentezinin %70-80'i karaciğerde , %10'u ise ince bağırsakta gerçekleşir .[3] Kanser hücreleri, hücre zarları için kolesterol gerektirir, bu nedenle kanser hücreleri , asetil-CoA'dan de novo kolesterol sentezi için birçok enzim içerir.[3]

Yağ asidi (de novo lipogenez)

De novo lipogenez (DNL), dolaşımdaki karbohidratların (öncelikle, özellikle yüksek karbonhidratlı bir yemekten sonra) yağ asitlerine dönüştürüldüğü ve daha sonra trigliseritlere veya diğer lipidlere dönüştürülebildiği işlemdir.[4] Asetat ve bazı amino asitler (özellikle lösin ve izolösin ) de DNL için karbon kaynakları olabilir.[5]

Normalde, de novo lipogenez esas olarak yağ dokusunda meydana gelir. Ancak obezite, insülin direnci veya tip 2 diyabet durumlarında de novo lipogenez adipoz dokuda azalır (burada karbohidrata duyarlı element bağlayıcı protein (ChREBP) ana transkripsiyon faktörüdür ) ve karaciğerde artar ( sterol düzenleyici element-bağlayıcı protein 1 (SREBP-1c) burada ana transkripsiyon faktörüdür).[4] ChREBP normalde karaciğerde glukoz tarafından aktive edilir (insülinden bağımsız).[6] Obezite ve yüksek yağlı diyetler, yağ dokusunda karbohidrata duyarlı element bağlayıcı protein seviyelerinin azalmasına neden olur.[4] Buna karşılık, yüksek karbonhidratlı bir yemek veya insülin direnci nedeniyle yüksek kan insülin seviyeleri, karaciğerde SREBP-1c ekspresyonunu güçlü bir şekilde indükler.[6] Yağ dokusu de novo lipogenezinin azalması, obezite ve insülin direncine bağlı olarak karaciğer de novo lipogenezinin artması, karaciğer yağlanması hastalığına yol açar.

Fruktoz tüketimi (glukozun aksine) hem SREBP-1c'yi hem de ChREBP'yi insülinden bağımsız bir şekilde aktive eder.[7] Glikoz karaciğerde glikojene dönüştürülebilmesine rağmen, fruktoz karaciğerde de novo lipogenezi her zaman arttırır, plazma trigliseritlerini glikozdan daha fazla yükseltir.[7] Ayrıca, eşit miktarlarda glikoz veya fruktozla tatlandırılmış içecekler tüketildiğinde, fruktoz içeceği sadece plazma trigliseritlerinde daha büyük bir artışa neden olmakla kalmaz, aynı zamanda karın yağında daha büyük bir artışa neden olur.[7]

DNL, alkolsüz yağlı karaciğer hastalığında (NAFLD) yükselir ve hastalığın ayırt edici özelliğidir.[8] Sağlıklı kontrollerle karşılaştırıldığında, NAFLD olan hastaların DNL'lerinde ortalama 3.5 kat artış görülmüştür.[8]

De novo yağ asidi sentezi, asetil-CoA karboksilaz ve yağ asidi sentaz adlı iki önemli enzim tarafından düzenlenir.[5] Asetil CoA karboksilaz enzimi, bir karboksil grubunun asetil CoA'ya eklenmesinden sorumludur ve malonil-CoA'yı oluşturur. Daha sonra, yağ asidi sentaz enzimi, malonyl-CoA'nın yağ asidi zincirine dönüştürülmesinden sorumludur. De novo yağ asidi sentezi esas olarak insan hücrelerinde aktif değildir, çünkü diyet bunun için ana kaynaktır.[9] Farelerde, FA de novo sentezi, soğuğa maruz kalışlardan beyaz adipoz dokuyu (WAT) arttırır. Bu değişim dolaşımdaki trigliserit (TAG) seviyesinin korunmasını ve soğuğa uzun süreli maruziyetlerde termogenezin sağlanması için yağ asitinin (Fatty Acid: FA) tedarik edilmesini mümkün kılar[10]

DNA

De novo DNA sentezi, doğal öncü şablon DNA dizilerinin montajı veya modifikasyonu yerine DNA'nın sentetik olarak oluşturulmasını ifade eder.[11] İlk olarak gerçekleştirilen oligonükleotid sentezini takiben yapay gen sentezi, hata düzeltme, doğrulama ve son olarak , genellikle genlerin plazmitlere Escherichia coli veya mayaya klonlanmasını içeren bir süreç ile gerçekleştirilir.[11]

Primaz bir RNA polimerazdır ve replikasyon bekleyen mevcut bir zincire bir primer ekleyebilir. DNA polimeraz primer ekleyemez ve bu nedenle primer de novo eklemek için primaza ihtiyaç duyar.

Kaynakça

  1. ^ Ali (1 Haziran 2020). "ERK2 Phosphorylates PFAS to Mediate Posttranslational Control of De Novo Purine Synthesis". Molecular Cell (İngilizce). 78 (6): 1178-1191.e6. doi:10.1016/j.molcel.2020.05.001. ISSN 1097-2765. PMC 7306006 $2. PMID 32485148. 
  2. ^ "Steroidogenic enzymes: structure, function, and role in regulation of steroid hormone biosynthesis". J Steroid Biochem Mol Biol. 43 (8): 779-804. Dec 1992. doi:10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID 22217824. 26 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Temmuz 2021. 
  3. ^ a b "Role of de novo cholesterol synthesis enzymes in cancer". Journal of Cancer. 11 (7): 1761-1767. 2020. doi:10.7150/jca.38598. PMC 7052851 $2. PMID 32194787. 
  4. ^ a b c "Regulation and Metabolic Significance of De Novo Lipogenesis in Adipose Tissues". Nutrients. 10 (10): E1383. 2018. doi:10.3390/nu10101383. PMC 6213738 $2. PMID 30274245.  Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "pmid30274245" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: )
  5. ^ a b "Tracing insights into de novo lipogenesis in liver and adipose tissues". Seminars in Cell and Developmental Biology. 41 (1). 2020. doi:10.1016/j.semcdb.2020.02.012. PMID 32201132.  Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "pmid32201132" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: )
  6. ^ a b "Transcriptional control of hepatic lipid metabolism by SREBP and ChREBP". Seminars in Liver Disease. 33 (4): 301-311. 2013. doi:10.1055/s-0033-1358523. PMC 4035704 $2. PMID 24222088. 
  7. ^ a b c "The Sweet Path to Metabolic Demise: Fructose and Lipid Synthesis". Trends in Endocrinology & Metabolism. 27 (10): 719-730. 2016. doi:10.1016/j.tem.2016.06.005. PMC 5035631 $2. PMID 27387598. 
  8. ^ a b "Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Adults: Current Concepts in Etiology, Outcomes, and Management". Endocrine Reviews. 41 (1): 66-117. 2020. doi:10.1210/endrev/bnz009. PMID 31629366. 
  9. ^ "De novo fatty-acid synthesis and related pathways as molecular targets for cancer therapy". British Journal of Cancer. 100 (9): 1369-72. May 2009. doi:10.1038/sj.bjc.6605007. PMC 2694429 $2. PMID 19352381. 
  10. ^ Flachs (March 2017). "Induction of lipogenesis in white fat during cold exposure in mice: link to lean phenotype". International Journal of Obesity. 41 (3): 372-380. doi:10.1038/ijo.2016.228. ISSN 0307-0565. PMID 28008171. 29 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Temmuz 2021. 
  11. ^ a b "Large-scale de novo DNA synthesis: technologies and applications". Nature Methods. 11 (5): 499-507. 2014. doi:10.1038/nmeth.2918. PMC 7098426 $2. PMID 24781323. 

Konuyla ilgili yayınlar

  • Harper's Illustrated Biochemistry, 26th Ed - Robert K. Murray, Darryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell
  • Lehninger Principles of Biochemistry, Fourth Edition - David L. Nelson, Michael M. Cox
  • Biochemistry 5th ed - Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer
  • Biochemistry- Garrett.and.Grisham.2nd.ed
  • Biochemistry, 2/e by Reiginald and Charles Grisham
  • Biochemistry for dummies by John T Moore, EdD and Richard Langley, PhD
  • Stryer L (2007). Biochemistry. 6th Edition. WH Freeman and Company. New York. USA

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Omega-3 yağ asitleri, aynı zamanda Omega-3 yağları, ω-3 yağ asitleri veya n−3 yağ asitleri olarak da adlandırılır, kimyasal yapılarında terminal metil grubundan üç atom uzaklıkta bir çift bağın varlığı ile tanımlanan çoklu doymamış yağ asidi'lerdir (PUFA'lar). Doğada yaygın olarak dağılmışlardır, önemli olduklarından hayvan lipid metabolizması bileşenleridir ve insan diyetinde ve insan fizyolojisinde önemli bir rol oynarlar.

<span class="mw-page-title-main">Kolesterol</span> kan plazmasında taşınan bir tür sterol

Kolesterol, hayvanların vücut dokularındaki hücre zarlarında bulunan ve kan plazmasında taşınan bir sterol, yani bir steroid ve alkol birleşimidir. Daha düşük miktarlarda bitkilerde de bulunur. İlk defa 1754'te safra taşlarında kolesterol bulunduğu için bu maddenin ismi Yunanca chole- (safra) ve steros (katı) sözcükleri ile kimyadaki -ol ekinden türetilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Karbonhidrat</span> sadece karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan organik bileşik

Karbonhidrat, karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarından oluşan, genellikle hidrojen-oksijen atomu oranı (suda) 2:1 olan bir biyomoleküldür ve dolayısıyla ampirik (deneysel) formülü Cm(H2O)n şeklindedir. m, n'den farklı da olabilir olmaya da bilir. Ancak, tüm karbonhidratlar bu kesin stokiyometrik tanıma uymaz (örneğin üronik asitler, fukoz gibi deoksi şekerler) ve bu tanıma uyan tüm kimyasallar otomatik olarak karbonhidratlar (örneğin formaldehit ve asetik asit) olarak sınıflandırılmaz.

<span class="mw-page-title-main">Fruktoz</span> altı karbonlu bir monosakkaritt

Fruktoz, birçok besin maddesinde bulunan altı karbonlu bir monosakkarittir. Beyaz katı bir görünüme sahip olan fruktoz, suda çok kolay çözünür. Bal, ağaç meyveleri, kavun ve karpuzun da dahil olduğu familyadaki meyveler, dutsu meyveler (berry) ve bazı kök sebzeleri, kayda değer miktarlarda fruktoz içeren sükroz içerir. Sükroz, glukoz ve fruktozun bir araya gelmesiyle meydana gelen bir disakkarittir. Dünya çapında her yıl doğal olarak 240.000 ton fruktozun ototrof canlılar aracılığıyla üretildiği tahmin edilmektedir.

Çok Düşük Yoğunluklu Lipoproteinler plazma lipoproteinlerinin yoğunluğu 0,95-1,006 g/mL arasında olan bir alt grubudur. VLDL, karaciğerde oluştuktan sonra taşıdıkları trigliseritleri vücuttaki çeşitli dokulara aktarırlar, bu sürecin sonunda LDL'ye dönüşürler.

Safra asitleri, memeli hayvanların safrasında bulunan steroit asitlerdir. Karaciğerde kolesterolun oksidasyonu sonucu oluşurlar, safra kesesinde depolanıp ince bağırsağa salgılanırlar. Surfaktan olarak etki ederler, lipitleri çözüp onların emilmesi ve sindirimine yardım ederler. Taurin ve glisin ile konjuge safra asitleri safra tuzları olarak isimlendirilen artıklar bırakırlar. Çeşitli safra tuzları arasındaki kimyasal farklılıklar çok ufaktır, 3,7,12 pozisyonlarında hidroksil gruplarının olup olmamasıyla birbirlerinden fark ederler.

Mevalonat yolu veya HMG-KoA redüktaz yolu hemen tüm canlı hücrelerinde görülen bir metabolik yolaktır. Bu reaksiyonlar zinciri sonunda oluşan hidrofobik moleküllerin hücre zarı bakımı, hormon üretimi, proteinlerin zarlara tutturulması ve N-glikasyon gibi çeşitli görevleri vardır.

<span class="mw-page-title-main">Statinler</span> İlaç Grubu

Lipit düşürücü bir ilaçlar grubu olan statinler yüksek kan kolesterol düzeylerinden dolayı kardiyovasküler hastalık riski taşıyan kişilerde kolesterolu düşürmek için kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Peroksizom</span> Bir organel türü

Peroksizom, hemen hemen tüm ökaryotik hücrelerde bulunan bir organeldir. Çok uzun zincirli yağ asitlerinin, dallı zincirli yağ asitlerinin, D amino asitlerinin, poliaminlerin katabolizmasında ve memelilerin beyin ve akciğerlerinin normal fonksiyonu için önem taşıyan bir eterfosfolipid olan plazmalojenlerin biyosentezi için gereklidir. Ayrıca enerji metabolizması için önemli olan pentoz fosfat yolundaki iki enzimin toplam aktivitesinin yaklaşık olarak %10'unu içerir. Peroksizomların, hayvanlardaki izoprenoid veya kolesterol senteziyle ilişkili olup olmadığı tartışılmaktadır. Filizlenen tohumlardaki glioksilat döngüsü ("glioksizom"), yapraklardaki fotosolunum, tripanazomatidlerdeki glikoliz ("glikozom") ve bazı mayalardaki metanol veya amin oksidasyonu ile asimilasyonu bilinen diğer peroksizomal işlevlerdir.

Yağ asitleri birçok organizma için önemli enerji kaynaklarıdır.Artmış glukoz sıklıkla yağ asidine çevrilerek depo edilmektedir. Trigliserdiler aynı miktardaki karbonhidrat ve proteinlerden yaklaşık 2 kat daha fazla enerji vermektedirler. Tüm hücre zarları iki tabakalı fosfolipitlerden oluşur. Yağ asitleri aynı zamanda protein modifikasyonunda da kullanılırlar. Bu nedenle yağ asidi metabolizması, yağ asitlerinin primer metabolitlerinin ve enerjinin oluştuğu katabolizmalarını ve biyolojik olarak oldukça önemli bileşiklerin sentez edildiği anabolizmalarını kapsar.

Bir kolesteril ester, kolesterolün bir asit ile tepkiyerek oluşturduğu bir esterdir. Lipit metabolizmasında kolesterol ester terimi yaygın olarak kolesterolün yağ asitleri ile oluşturduğu kolesteril asil esterleri için kullanılır. Kolesterolün esterleşmesi onun hücre içinde depolanmasını ve kanda taşınmasını sağlar. Aterotik plakaların oluşumu sırasında içlerinde kolesteril esterler birikmesi aterosklerozun ilk aşamalarındandır.

Lipoprotein lipaz, şilomikron ve VLDL lipoproteinlerindeki trigliseritleri bir monoasilgliserol molekülü ve serbest yağ asitlerine hidrolizleyen, lipaz türü bir enzimdir. Reaksiyon ürünleri dokunun kullanımına yarar. Kofaktör olarak apolipoprotein C-II'ye gerek duyar.

<span class="mw-page-title-main">Pankreatik lipaz</span>

Pankreatik lipaz, pankreasın duktal hücreleri tarafından salgılanan, trigliserit moleküllerini hidroliz eden, lipaz türü bir enzimdir. Kofaktör olarak kolipaz ve safra asitleri kullanır. Hidroliz reaksiyonu sonucu açığa monoasilgliserol ve yağ asitleri oluşur. Trigliserit hidroliz ürünleri ince bağırsak tarafından emilir, epitel hücrelerinde başka enzimler tarafından tekrar trigliserite dönüştürülürler, sonra da vücuda dağıtılmak üzere, kilomikronlar içinde lenf sistemine salgılanırlar.

Hormona duyarlı lipaz, insanlarda LIPE geni tarafından kodlanan bir enzimdir. LIPE, çeşitli esterleri hidroliz edebilen bir hücreiçi enzimdir. Enzimin kısa ve uzun olmak üzere iki tipi vardır. Uzun biçimi steroid üreten dokularda bulunur, steroid hormon üretimi için kolesteril esterleri kolesterole dönüştürür. Kısa biçimi, en çok adipositler olmak üzere, çeşitli dokularda bulunur; adipositlerde depolanmış olan trigliseritler bu enzim aracılığıyla yağ asitleri ve gliserole dönüştürülür.

Sterol O-asiltransferaz (SOAT) veya asil-KoA kolesteril asil transferaz, EC 2.3.1.26 asil transferaz sınıfı bir enzimdir. İnsanda iki tip ACAT enzimi vardır, ACAT1 ve ACAT2 enzimleri SOAT1 ve SOAT2 adlı genler tarafından kodlanır. Bu enzimler kolesterol metabolizmasında ve safra tuzu biyosentezinde önemli rol oynarlar. ACAT1 enziminin geni için ACAT1 kullanılmamalıdır çünkü ACAT1 kısaltması ketotiyolaz aktivitesine sahip asetil-Koenzim A asetiltransferaz 1 enziminin genine aittir.

<span class="mw-page-title-main">SREBP</span>

Sterol düzenleyici eleman bağlayıcı proteinler, "sterol düzenleme elemanı" adlı DNA dizisine bağlanan transkripsiyon faktörleridir. SREBP'ler transkripsiyon faktörlerinin bazik-sarmal-ilmik-sarmal lösin fermuar sınıfına aittirler. İnaktifken çekirdek ve endoplazmik retikulum zarlarına bağlı olurlar. Düşük seviyede sterol bulunduran hücrelerde SREBP'ler kesilir ve suda çözünür bir N-ucu bölge, çekirdeğe taşınır. Bu etkinleşmiş SREBP'ler sonra spesifik sterol düzenleyici eleman DNA dizilerine bağlanarak, sterol sentezinde yer alan enzimlerin sentezini yukarı ayarlarlar. Sterollar ise SREBP'lerin kesilmesini inhibe ettiği için geri beslemeli bir döngü ile sterol sentezi yavaşlar ve sonunda durur.

Gliseroneogenez, gliserol ya da glukozdan başka öncüllerin kullanıldığı bir gliserit de nova sentezidir. Yağ dokusunda trigliserit sentezi için gerekli olan gliserol 3 fosfatın temininde bir takım sorunlarla karşılaşılıyor. Karaciğere has bir enzim olan gliserokinazın bu dokuda bulunmamasından dolayı gliserolü gliserofosfolipidlerin prekürsörü olan gliserol 3 fosfata çeviremiyor. Bu sebeple kendi gliserolünü gliserol 3 fosfat halinde kendisi elde etmesi gerekiyor. Gliseroneogenezin amacı, gliserolü fosforilleyerek trigliserit sentezinde kullanılan enzimlerin AçilCoA ekleyecek biyokimyasal pozisyona sokabilmektir. Karaciğerde gerçekleşen kısmı: "Gliserol -> Gliserol-3-Fosfat" Yağ dokusunda adipositlerde gerçekleşen kısmı: "Gliserol-3-Fosfat-> +2 AçilCoA - 1Fosfat ->Diaçilgliserol->+1AçilCoA-> Triaçilgliserol(Trigliserit)" (Önce gliserol3P'a 2AçilCoA eklenir sonra fosfat grubu atılıp yerine 1AçilCoA eklenerek Trigliserit sentezlenir.)

Koenzim A bir çeşit koenzimdir. Özellikle yağ asidi metabolizmasında yağ asitlerinin sentez ve oksidasyonunda ve sitrik asit döngüsündeki piruvat oksidasyonundaki rolüyle bilinir. Tüm genomlar Koenzim A'yı substrat olarak kullanan enzimleri kodlayabilirler ve hücresel enzimlerin yaklaşık %4'ü Koenzim A yı substrat olarak kullanırlar. Yapısı sistamin, pantotenat ve adenozin trifosfat'dan oluşmuştur.

Oleik asit, çeşitli hayvansal ve bitkisel yağlarda doğal olarak bulunan bir yağ asididir. Kokusuz, renksiz bir yağdır, ancak ticari numuneleri sarımsı renkte olabilir. Oleik asit kimyasal olarak, tekli doymamış omega-9 yağ asidi olarak sınıflandırılır ve 18:1 cis-9 lipit numarası ile gösterilir. Formülü şu şekildedir: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH. Oleik asit ismi yağ anlamına gelen Latince oleum kelimesinden türemiştir. Doğada en yaygın bulunan yağ asididir. Oleik asidin tuzları ve esterleri oleatlar olarak adlandırılırlar.

Biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, diğer bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturmak üzere birleştirilir. Bu süreç genellikle metabolik yollardan oluşur. Bu biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde yer alırken diğerleri birden fazla hücresel organel içinde yer alan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların örnekleri arasında çift katlı lipit katmanının bileşenlerinin ve nükleotidlerin üretimi yer alır. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır ve bazı durumlarda birbirinin yerine kullanılır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.