Синтез de novo относится к синтезу сложных молекул из простых молекул, таких как сахара или аминокислоты , в отличие от повторного использования после частичного разложения. Например,в рационе не нужны нуклеотиды , поскольку они могут состоять из небольших молекул-предшественников, таких как формиат и аспартат . С другой стороны, метионин необходим в диете, потому что, хотя он может расщепляться до гомоцистеина и затем регенерироваться изнего, он не может быть синтезирован de novo .
De novo - латинское словосочетание , буквально переводящееся как «с нового», но подразумевающее «заново», «с нуля» или «с самого начала».
Нуклеотид
В путях нуклеотидов de novo не используются свободные основания: аденин (сокращенно A), гуанин (G), цитозин (C), тимин (T) или урацил (U). Пуриновое кольцо строится один атом или несколько атомов в то время , и прикреплено к рибозам на протяжении всего процесса. [1] Пиримидиновое кольцо синтезируется как оротат и присоединяется к фосфату рибозы, а затем превращается в обычные пиримидиновые нуклеотиды .
Холестерин
Холестерин является важным структурным компонентом мембран клеток животных . Холестерин также служит в качестве предшественника для биосинтеза из стероидных гормонов , желчных кислот [2] и витамина D . У млекопитающих холестерин либо абсорбируется из пищевых источников, либо синтезируется de novo . До 70-80% синтеза холестерина de novo происходит в печени , и около 10% синтеза холестерина de novo происходит в тонком кишечнике . [3] Раковым клеткам необходим холестерин для клеточных мембран, поэтому раковые клетки содержат много ферментов для синтеза холестерина de novo из ацетил-КоА . [3]
Жирные кислоты ( липогенез de novo )
De Novo липогенез (DNL) представляет собой процесс , посредством которого углеводы ( в первую очередь, особенно после высокого содержания углеводов еды) из циркуляции, преобразуются в жирные кислоты , которые могут путем дальнейшим преобразованы в триглицериды или другие липиды. [4] Ацетат и некоторые аминокислоты (особенно лейцин и изолейцин ) также могут быть источниками углерода для DNL. [5]
Обычно липогенез de novo происходит преимущественно в жировой ткани . Но в условиях ожирения , инсулинорезистентности или диабета 2 типа de novo липогенез снижается в жировой ткани (где белок, связывающий элементы, отвечающие за углеводы (ChREBP), является основным фактором транскрипции ), и увеличивается в печени (где регулирующий стерол элемент -связывающий белок 1 (SREBP-1c) является основным фактором транскрипции). [4] ChREBP обычно активируется в печени глюкозой (независимо от инсулина). [6] Ожирение и диета с высоким содержанием жиров вызывают снижение уровня белка, связывающего элементы, отвечающие за углеводы, в жировой ткани. [4] Напротив, высокий уровень инсулина в крови из-за приема пищи с высоким содержанием углеводов или инсулинорезистентности сильно индуцирует экспрессию SREBP-1c в печени. [6] Уменьшение липогенеза жировой ткани de novo и увеличение липогенеза печени de novo из-за ожирения и инсулинорезистентности приводит к жировой болезни печени .
Потребление фруктозы (в отличие от глюкозы) активирует как SREBP-1c, так и ChREBP инсулино-независимым образом. [7] Хотя глюкоза может превращаться в гликоген в печени, фруктоза неизменно увеличивает de novo липогенез в печени, повышая уровень триглицеридов в плазме больше, чем глюкозы. [7] Более того, когда употребляются равные количества подслащенных глюкозой или фруктозой напитков, фруктозный напиток не только вызывает большее увеличение триглицеридов в плазме, но и вызывает большее увеличение абдоминального жира . [7]
ДНЛ повышается при неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) и является признаком этого заболевания. [8] По сравнению со здоровым контролем, пациенты с НАЖБП имеют в среднем 3,5-кратное увеличение DNL. [8]
Синтез жирных кислот de novo регулируется двумя важными ферментами, а именно ацетил-КоА-карбоксилазой и синтазой жирных кислот . [5] Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза отвечает за введение карбоксильной группы в ацетил-КоА, превращая малонил-КоА. Затем фермент синтаза жирных кислот отвечает за превращение малонлил-КоА в цепь жирных кислот. Синтез жирных кислот de novo в клетках человека в основном не активен, поскольку основным источником его является диета. [9] У мышей синтез FA de novo увеличивается в WAT при воздействии низких температур, что может быть важно для поддержания уровней циркулирующих TAG в кровотоке и для обеспечения FA для термогенеза во время длительного воздействия холода. [10]
ДНК
Синтез ДНК de novo относится к синтетическому созданию ДНК, а не к сборке или модификации природных последовательностей матричной ДНК-предшественницы. [11] За первоначальным синтезом олигонуклеотидов следует искусственный синтез генов и, наконец, процесс клонирования , исправления ошибок и проверки, который часто включает клонирование генов в плазмиды в Escherichia coli или дрожжах . [11]
Примаза представляет собой РНК-полимеразу , и она может добавлять праймер к существующей цепи, ожидающей репликации. ДНК-полимераза не может добавлять праймеры, поэтому для добавления праймера de novo необходима праймаза .
Рекомендации
- ^ Али, Eunus S .; Саху, Умакант; Вилла, Элоди; О'Хара, Брендан П .; Гао, Пэн; Боде, Синтия; Вуд, Энтони У .; Асара, Джон М .; Бен-Сахра, Иссам (1 июня 2020 г.). «ERK2 фосфорилирует PFAS, чтобы опосредовать посттрансляционный контроль синтеза пурина De Novo» . Молекулярная клетка . 78 (6): 1178–1191.e6. DOI : 10.1016 / j.molcel.2020.05.001 . ISSN 1097-2765 . PMC 7306006 . PMID 32485148 .
- ^ Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функция и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов» . J Стероид Biochem Mol Biol . 43 (8): 779–804. DOI : 10.1016 / 0960-0760 (92) 90307-5 . PMID 22217824 . S2CID 112729 .
- ^ а б Ян Дж, Ван Л., Цзя Р. (2020). «Роль de novo ферментов синтеза холестерина при раке» . Журнал рака . 11 (7): 1761–1767. DOI : 10,7150 / jca.38598 . PMC 7052851 . PMID 32194787 .
- ^ а б в Песня Z, Сяоли AM, Ян Ф (2018). «Регуляция и метаболическое значение липогенеза De Novo в жировых тканях» . Питательные вещества . 10 (10): E1383. DOI : 10.3390 / nu10101383 . PMC 6213738 . PMID 30274245 .
- ^ а б Уоллес М, Металло СМ (2020). «Отслеживание информации о липогенезе de novo в печени и жировой ткани». Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 41 (1). DOI : 10.1016 / j.semcdb.2020.02.012 . PMID 32201132 .
- ^ а б Сюй X, Со Дж.С., Пак Дж. Г., Ли А. Х. (2013). «Транскрипционный контроль метаболизма липидов в печени с помощью SREBP и ChREBP» . Семинары по болезням печени . 33 (4): 301–311. DOI : 10,1055 / с-0033-1358523 . PMC 4035704 . PMID 24222088 .
- ^ а б в Герман М.А., Самуэль В.Т. (2016). «Сладкий путь к метаболической гибели: синтез фруктозы и липидов» . Тенденции в эндокринологии и метаболизме . 27 (10): 719–730. DOI : 10.1016 / j.tem.2016.06.005 . PMC 5035631 . PMID 27387598 .
- ^ а б Марджот Т., Мула А., Кобболд Дж. Ф., Ходсон Л., Томлинсон Дж. В. (2020). «Безалкогольная жировая болезнь печени у взрослых: современные концепции этиологии, исходов и лечения» . Эндокринные обзоры . 41 (1): 66–117. DOI : 10.1210 / endrev / bnz009 . PMID 31629366 .
- ^ Машима Т., Сеймия Х., Цуруо Т. (май 2009 г.). «De novo синтез жирных кислот и связанные с ним пути в качестве молекулярных мишеней для лечения рака» . Британский журнал рака . 100 (9): 1369–72. DOI : 10.1038 / sj.bjc.6605007 . PMC 2694429 . PMID 19352381 .
- ^ Flachs, P; Адамцова, К; Zouhar, P; Marques, C; Яновская, П; Вьегас, я; Джонс, JG; Бардова, К; Свободова, М; Hansikova, J; Куда, О (март 2017). «Индукция липогенеза в белом жире во время воздействия холода у мышей: связь с постным фенотипом» . Международный журнал ожирения . 41 (3): 372–380. DOI : 10.1038 / ijo.2016.228 . ISSN 0307-0565 . PMID 28008171 . S2CID 4111899 .
- ^ а б Косури С., Черч GM (2014). «Масштабный синтез ДНК de novo: технологии и приложения» . Методы природы . 11 (5): 499–507. DOI : 10.1038 / nmeth.2918 . PMC 7098426 . PMID 24781323 .
дальнейшее чтение
- Иллюстрированная биохимия Харпера, 26-е изд - Роберт К. Мюррей, Дэррил К. Граннер, Питер А. Мэйс, Виктор В. Родвелл
- Принципы биохимии Ленингера, четвертое издание - Дэвид Л. Нельсон, Майкл М. Кокс
- Биохимия 5-е изд - Джереми М. Берг, Джон Л. Тимочко, Люберт Страйер
- Биохимия - Garrett.and. Гришэм .2nd.ed
- Биохимия, 2 / е Рейгинальда и Чарльза Гришема
- Биохимия для манекенов Джона Т. Мура, Эдд и Ричарда Лэнгли, доктора философии
- Страйер Л. (2007). Биохимия. 6-е издание. WH Freeman and Company. Нью-Йорк. США
Внешние ссылки
- Метаболизм пуринов и пиримидинов
- Синтез пуриновых нуклеотидов de novo