Cholesterolma szeroki zakres skutków fizjologicznych w organizmie, jednak gdy jest nadmierny, może prowadzić do hipercholesterolemii i mieć niekorzystny wpływ na organizm. Współczesne badania wykazały, że miażdżyca, zakrzepica żylna i kamica żółciowa są ściśle powiązane z hipercholesterolemią. Jeśli jest to po prostu wysoki poziom cholesterolu, najlepszą metodą jest regulacja diety. Jeśli towarzyszy mu także nadciśnienie tętnicze, najlepiej monitorować ciśnienie krwi i stosować leki hipotensyjne, o ile lekarz potwierdzi, że jest to nadciśnienie. Hipercholesterolemia jest bardzo ważną przyczyną miażdżycy, dlatego należy zwracać na nią uwagę.
(Link do produktu 1: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-cholesterol-powder.html)
(Link do produktu 2: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/cholesterol-powder-cas-57-88-5}.html )
Cholesterol w przyrodzie występuje głównie w pokarmach pochodzenia zwierzęcego, przy czym kilka roślin zawiera cholesterol, a większość roślin zawiera substancje strukturalnie podobne do cholesterolu – sterole roślinne. Sterole roślinne nie mają działania aterogennego. W błonie śluzowej jelit sterole roślinne (zwłaszcza sitosterol) mogą konkurencyjnie hamować wchłanianie cholesterolu. Poniżej przedstawiono typowe metody syntezy laboratoryjnej w celach informacyjnych.
Metoda 1:
Proces syntezy cholesterolu jest stosunkowo złożony, liczy blisko 30 etapów reakcji, a cały proces można podzielić na trzy etapy
Wytwarzanie 1.3-lekkiego 3-aldehydu metyloglutarowego COA (HMGCOA)
W cytoplazmie trzy cząsteczki COA glikolu etylenowego są katalizowane przez tiolazę i syntazę HMGCOA w celu wytworzenia HMGCOA, co ma ten sam mechanizm, co tworzenie ciał ketonowych. Inna jest jednak lokalizacja wewnątrzkomórkowa i proces ten zachodzi w cytoplazmie, natomiast powstawanie ciał ketonowych zachodzi w mitochondriach komórek wątroby. Dlatego w komórkach wątroby istnieją dwa zestawy izoenzymów, które podlegają odpowiednio powyższym reakcjom.
2. Wytwarzanie kwasu mewalonowego (MVA)
W wyniku katalizy reduktazy HMGCOA, HMGCoA zużywa dwie cząsteczki NADPH+H+, tworząc kwas metylooleinowy (MVA)
Proces ten jest nieodwracalny, a reduktaza HMG CoA jest enzymem ograniczającym szybkość syntezy cholesterolu.
3. Produkcja cholesterolu
MVA ulega fosforylacji, deproteinizacji, dealkilacji i kondensacji, w wyniku czego powstaje skwalen zawierający 30C, który jest następnie katalizowany przez cyklazę siateczki śródplazmatycznej i oksygenazę z wytworzeniem sterolu lanoliny. Ten ostatni ulega wielu reakcjom, takim jak redoks, i ostatecznie traci trzy atomy węgla, co powoduje syntezę cholesterolu 27C.
Metoda 2:
Stosowanie acetylo-CoA i kwasu palmitynowego jako surowców - Proces syntezy cholesterolu na szlaku ketoglutaranowym można z grubsza podzielić na następujące etapy:
1. Acetylo-CoA i kwas palmitynowy ulegają kondensacji do acetylo-CoA pod działaniem tioliazy acetylo-CoA. Ta reakcja jest reakcją tiolizy, a produktem acetyloacetylo-CoA jest pięcioczłonowy związek pierścieniowy. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
CH3CO-CoA + CH2(COOH) CH2CH2CH2CH3→ CH3CO-CoA + CH3Kakao
2. AcetyloacetyloCoA reaguje z trifosfoglicerynianem pod wpływem katalizy syntazy HMG-CoA, tworząc HMG-CoA. Ta reakcja jest reakcją kondensacji, a produktem HMG-CoA jest sześcioczłonowy związek pierścieniowy. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
CH3CO-CoA + H2O → HMG-CoA + CH3COOH
3. Pod wpływem liazy HMG-CoA HMG-CoA ulega rozszczepieniu do mewalonianu. Ta reakcja jest reakcją krakingu, a produktem mewalonianu jest pięcioczłonowy związek cykliczny. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
HMG-CoA → CH2=CH (CH2) 3CHO + CO2
4. Pod wpływem kinazy mewalonianowej mewalonian reaguje z ATP, tworząc pirofosforan mewalonianu. Reakcja ta jest reakcją fosforylacji, a produktem jest pirofosforan mewalonianu, będący związkiem wysokoenergetycznym. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
CH2=CH(CH2)3CHO + C3H7ClN2O2S → CH2=CH (CH2) 3OPP + C10H15N5O10P2
5. Pod działaniem cyklazy skwalenowej pirofosforan hydroksywalerianianu metylu ulega cyklizacji, tworząc skwalen. Ta reakcja jest reakcją cyklizacji, a powstałym skwalenem jest siedmioczłonowy związek cykliczny. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
CH2=CH (CH2)3OPP → (CH2)5C=O
6. Pod wpływem reduktazy skwalenu skwalen reaguje z NADPH+H+, tworząc cholesterol. Ta reakcja jest reakcją redukcji, a powstałym cholesterolem jest sześcioczłonowy związek pierścieniowy. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
(CH2)5C=O+NADPH + H+→ CH2OH-(CHOH)4-COOH
Metoda 3:
Proces syntezy cholesterolu z pirofosforanu izopentenu poprzez pierścień skwalenowy można z grubsza podzielić na następujące etapy:
1. Pirofosforan izopentenu reaguje z ATP w ramach katalizy syntazy skwalenu, tworząc pirofosforan skwalenu. Ta reakcja jest reakcją fosforylacji, a produktem pirofosforanu skwalenu jest związek wysokoenergetyczny. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
C5H8O4P + C3H7ClN2O2S → C5H8O4P + C10H15N5O10P2 + C3H7N
2. Pirofosforan skwalenu reaguje z NADPH+H+ pod działaniem reduktazy pirofosforanu skwalenu, tworząc skwalen. Ta reakcja jest reakcją redukcji, a powstałym skwalenem jest siedmioczłonowy związek cykliczny. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
C5H8O4P-C10H15N5O10P2+ NADPH + H+→ C5H8O + NADP+ + C3H7N
3. Pod wpływem cyklazy skwalenowej skwalen ulega cyklizacji, w wyniku której powstaje cholesterol. Ta reakcja jest reakcją cyklizacji, a powstałym cholesterolem jest sześcioczłonowy związek cykliczny. Równanie chemiczne tego etapu jest następujące:
C5H8O + NADP+→ CH2OH-(CHOH)4-COOH + NADPH + H+ + C3H7N
Strukturę cholesterolu określono już w 1930 r. W 1941 r. David Rittenberg i KonradBloch odkryli, że kwas octowy znakowany ciężkim wodorem jest prekursorem cholesterolu u szczurów i myszy. Później odkryto, że szkielet węglowy sterolu ergosterolu w Neurosporarassa pochodzi w całości z kwasu octowego. W 1949 roku J. Bonner i B. Arreguin potwierdzili, że trzy cząsteczki kwasu octowego mogą połączyć się, tworząc prostą pięciowęglową jednostkę, znaną jako izopren. Ich odkrycie jest zgodne z wcześniejszymi przewidywaniami Roberta Robinsona, który uważał, że cholesterol jest produktem cyklizacji skwalenu, który może powstać w wyniku polimeryzacji izoprenu. W 1952 roku Bloch i RLangdon potwierdzili, że skwalen rzeczywiście może zostać przekształcony w cholesterol oraz zaproponowali i potwierdzili szlak biosyntezy cholesterolu. W 1953 roku Bloch i RB Woodward zaproponowali koncepcję cyklizacji, którą później zmodyfikowano. Dopiero w 1956 roku potwierdzono, że nieznanym związkiem pośrednim podobnym do izoprenu jest kwas mewalonowy. Odkrycie kwasu mewalproinowego pozwoliło zidentyfikować nierozwiązany związek pośredni w biosyntezie cholesterolu. Od tego czasu szczegółowo wyjaśniono szlaki i stereochemię biosyntezy cholesterolu