مقاله بررسی بیوسنتز کلسترول در 29 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب
عنوان صفحه
معادله کلی مسیر بیوسنتز کلسترول..................................................................... 1
بیوسنتز کلسترول.................................................................................................. 2
بیوسنتز کلسترول- مرحله اول............................................................................. 2
بیوسنتز کلسترول- مرحله دوم............................................................................. 4
بیوسنتز کلسترول- مرحله سوم........................................................................... 6
تنظیم بیوسنتز کلسترول........................................................................................ 7
SREBPS چیست؟................................................................................................... 10
ناهنجاریهای مربوط به نقص در بیوسنتز کلسترول............................................. 11
- سندروم SLOS................................................................................................................................ 11

- لاتواسترولوزیز............................................................................................... 16
منابع...................................................................................................................... 23




کلسترول در سه مرحله از استیل کوآنزیم A سنتز می شود.

این استروئید سیالیت غشاء سلولی جانوران را تعدیل می کند. و پیش ساز هورمونهای استروئیدی مانند پروژسترون، تستوسترون. استرادیول وکورتیزول می باشد. تمامی 27 اتم کربن کلسترول در طی یک فرایند سنتزی سه مرحله ای از استیل COA مشتق می شوند.

1- مرحله اول سنتز ایزوپنتیل پیروفسفات می باشد . این ماده یک واحد فعال شده ایزوپرن است که واحد ساختاری کلید ی کلسترول به شمار می آید.

2- مرحله دوم متراکم شدن شش مولکول ایزوپنتیل پیرو فسفات اسکوالن می باشد.

3- در مرحله سوم، اسکوالن در اثر واکنشی شگفت آور به صورت حلقه ای در می آید ودر ادامه محصول چهارحلقه ای به کلسترول تبدیل می شود.



سنتز موالونات، که به صورت ایزوپنتینیل پیرو فسفات فعال می شود ، سنتز کلسترول را شروع می کند.

اولین مرحله سنتز کلسترول تشکیل ایزوپنتیل پیرو فسفات از استیل COA می باشد این دسته واکنش ها که در سیتوزول اتفاق می افتد با تشکیل 3- هیدروکسی 3- متیل گلوتاریل COA (HMG COA) از استیل COA و استواستیل COA کوآ آغاز می شود. این حد وسط جهت سنتز کلسترول به موالونات احیا می شود.



سرنوشت 3- هیدروکسی- 3- متیل گلوتاریل CoA کوآ. در سیتوزول HMG-CoA به موالونات تبدیل می گردد. در میتوکندری به استیل CoA و استواستات تبدیل می شود.



سنتز موالونات مرحله محدود کننده در تشکیل کلسترول است . آنزیمی که این مرحله برگشت نا پذیر را کاتالیز می کند،3- هیدروکسی3- متیل گلوتاریل کوآردو کتاز(COA-HMG ردوکتاز) نام دارد. همانطور که مورد بحث قرار خواهد گرفت این آنزیم یک جایگاه کنترلی مهم در بیوسنتز کلسترول است.

3-Hydroxy–3-methyl glutaryl COA+2NADPH+2H+mevalonate+2NADP++COA

HGA- CoA ردوکتاز یک پروتئین سرتاسری در شبکه آندوپلاسمی است.

موالونات در سه واکنش متوالی که نیاز به ATP دارد به 3- ایزو پنتینیل پیروفسفات تبدیل می شود. دکربوکسیله شدن موالونات، ایزو پنتینیل پیرو فسفات را تولید می کند. این مولکول یک واحد فعال شده ایزوپرنی است که واحد ساختاری بسیاری از زیست مولکول‌های مهم در تما م فرمانروهای حیات می باشد.



سنتز ایزوپنتینیل پیروفسفات، این حد واسط فعال شده در سه مرحله از موالونات تشکیل می شود که آخرین آنها یک دکربوکسیله شدن را شامل می شود.



اسکوالن(C30) از شش مولکول ایزوپنتیل پیرو فسفات (C5) سنتز می شود.

اسکوالن بوسیله توالی از واکنش های زیر از ایزوپنتیل پیروفسفات سنتز می شود.

C5C10C15C30

این مرحله از سنتز کلسترول با ایزومری شدن ایزوپنتنیل پیرو فسفات به دی متیل الیل پیرو فسفات آغاز می گردد.



این واحد های ایزومری C5 با هم ترکیب شده ویک ترکیب C10 را بوجود می آورند: ایزو پنتنیل پیروفسفات به یک یون کربانیوم آلیلی تشکیل شده از دی متیل آلیل پیرو فسفات حمله می کند تا جرانیل پیروفسفات تولید گردد. همین نوع واکنش دوباره روی می دهد : جرانیل پیرو فسفات به یک یون کربانیوم آلیلی تبدیل می شود که مورد حمله ایزوپنتنیل پیرو فسفات قرار می گیرد. ترکیب C15 حاصله فارنزیل پیرو فسفات نام دارد. یک آنزیم، جرانیل پیروفسفات هر یک از این واکنشهای تراکمی را کاتالیز می کند.

خصوصیات بیوشیمیایی، فنوتیپی و نوروفیزیولوژیکی یک Mouse Model (مول موشی) ژنتیکی سندروم RSH/Smith - Lemli- Opitz

سندروم RSH/SLOS یک سندروم اتوزومی مغلوب است که به وسیله ناهنجاریهای چند گانه مشخص می شود،‌ یک فنوتیپ رفتاری متمایز با اشکال توهمی و عقب ماندگی جسمی. RSH/SLOS یک نقص مادرزادی سنتز کلسترول است که به وسیله موتاسیون ژن B-3 هیدروکسی استرول ردوکتاز به وجود می‎آید. اینجا ما ذکر خصوصیات نوروفیزیولوژیکی و فنوتیپی و بیوشیمیایی را از این mouse model ژنتیکی مهیا می کنیم. چنانچه دربیماران انسان، RSH/SLOS یک کاهش نشان دار از سطوح کلسترول بافت و سرم یک افزایش نشاندار از سطوح 7- دهیدروکلسترول 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 کام شکاف دار، رشد کمتر از حالت عادی و کاهش حرکات. مطالعات نوروفیزیولوژیکی نشان داد که اگرچه پاسخ نورونهای کورتکس پیشانی به نوروترانسیمتر - آمینو n بوتیریک اسید نرمال بود، پاسخ این نورونهای مشابه به گلوتامات به طور چشمگیری معیوب بود.

سندروم RSH/Smith - lemli- opitz یک بدشکلی اتوزومی مغلوب یا سندروم عقب ماندگی جسمی است که به وسیله یک نقص مادرزادی از متابولیسم کلسترول به وجود میآید. فنوتیپ RSH/SLOS متنوع است، ولی به طور تیپیک شامل ناهنجاریهای مربوط به چهره، انومالی های عضو، عقب ماندگی رشدی،‌ مشکلات رفتاری و عقب ماندگی ذهنی . در دو بیمار RSH/SLOS کاهش کلسترول و افزایش 7- دهیدروکلسترول (7-DHC) یافت شد. کار بعدی که نشان داد RSH/SLOS یک نقص مادرزادی بیوسنتز کلسترول است به علت نقص فعالیت 3- - هیدروکسی استرول 57 ردوکتاز است.

در سیستم عصبی مرکزی هیدروکسی استرول 57 ردوکتاز همچنین برای کاهش 7-دهیدرودسموسترول در بیوسنتز دسموسترول عمل می‌کند. در حال حاضر بیش از 70 جهش مختلف از DHCR7 در بیماران با RSH/SLOS مشخص شده است.

آنالیز بیوشیمیایی حیوانات DhCr7-1-

کلسترول بافت و سرم (A) و (B) 7-DHC سطوح به وسیله GC/MS در توله های تازه متولد شدة Dhcr7+/+ , +/- , -/- اندازه گیری شد. کاهش کلسترول و افزایش سطوح 7-DHC در بافتهای مختلف از توله های Dhcr 7-/- موجود بودند. ( C) سطوح 8 دهیدروکلسترول به طول قابل توجهی در نمونه های بافت و سرم از توله های Dhcr7-/- افزایش یافتند. (D) سطوح دسموسترول به طول قابل توجه در کورتکس و مغز میانی از توله های Dhcr7-/- در مقایسه با کنترل کاهش یافت. (E ) احیای ارگوسترول به brassicasterol به طور چشمگیر در فیبروبلاستهای پوست از حیوانات Dhcr7-/- کم شد (P <0/001) در مقایسه با فیبروبلاستهای پوست Dhcr7+/+ تفاوت معناداری در فیبربلاستهای مشتق شده از توله های +/+ یا -/+ دیده نشد. (F ) سطح کلسترول کبد 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 کلسترول و 7-DHC به عنوان درصدی از استرول های کل در مغز جنین های رشد یافته می‎باشد. (H) سطوح دسموسترول و 7-DHD به





عنوان درصدی از استرولهای کل در مغزهای جنین رشد یافته می‎باشد.

تطبیق یک بیمار انسان لاتواسترولوزیز:

موشهای Sc5d-/- بسیاری از فنوتیپهای یافت شده در SLOS را دارند. بنابراین ما توجه می کنیم به فیبروبلاست های یک بیمار SLOS که در 18 هفتگی با ذخیرة درون سلولی اش مرده است. این بیماران به SLOS شبیه اند از آن جایی که رشد کمی دارند و همچنین دارای میکروسفالی، پتوزیز،‌ کاتاراکت، بینی کوتاه، آرواره کوچک، ستیغ oveolar برجسته، آلت تناسلی نامشخص و … این بیماران از SLOS متفاوتند از آنجایی که تست هیستوپاتولوژیکی تجمع موکوپلی ساکاریدها و موکولیپیدها را در ماکروفاژهای بافت نشان داده و همچنین سلول های کوپفر کبد و سلولهای بدون نورون سیستم عصبی مرکزی. در مقایسه با سلول شاهد تجزیه gas chromatography / mass spectrometry از استرول در مورد فیبروبلاستهای بیمار که در محیط با کمبود کلسترول رشد داده شد، حضور یک پیک استرول افزایشی نشان داده شد و زمان بازداری این پیک با استفاده از لاتوسترول استاندارد مشخص شد. طیف جرمی این پیک 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 که در محیط با کمبود کلسترول رشد یافتند. پس از 6 روز در محیط کشت، لاتوسترول محاسبه شد و کل استرول های فیبروبلاستهای موتان بود در مقایسه با در فیبروبلاستهای شاهد برای پایداری نقص فعالیت آنزیمی SC5D در فیبروبلاستهای بیمار که به علت موتاسیون ژن SC5D می باشد، رونویسی از فیبروبلاستهای بیمار بوسیله RT- PCR تکثیر یافت و توالی یابی شد. یک موتاسیون منفرد 137 A > C (Y 46S) مشخص شد. این موتاسیون منفرد بوسیله توالی ژنومی تایید شد. هر یک از والدین این زاده موتان برای این جهش هتروزیگوت بودند. رابطه خویشاوندی بین والدین وجود ندارد. با این وجود هر یک از والدین فرانسوی و کانادایی هستند. الل 137 A > C در 116 کروموزوم نرمال آشکار نشد و موقعیت Y46 در یک aaی حفاظت شده در اولین اگزون کد شده قرار دارد. ژن SC5D روی کروموزوم 11 قرار دارد.