Биосинтез вторичных метаболитов на примере холестерина и β-каротина

1.

Биосинтез вторичных
метаболитов на примере
холестерина и βкаротина
Выполнил: Сорокин Д.А.
Группа: Б.БТ.ПБ-21.03

2.

Вторичные метаболиты — органические
вещества, синтезируемые организмом, но
не участвующие в росте, развитии или
репродукции.
Особенности:
Относительная низкая молекулярная масса
(исключением являются, например,
высокомолекулярные полиизопреноиды:
каучук, гуттаперча);
Не обязательно присутствуют в каждом
организме (некоторые вторичные
метаболиты широко распространены, так
например многие фенилпропаноиды
встречаются практически во всех
растениях);
Как правило, являются биологически
активными веществами;
Синтезируются из первичных метаболитов.
Получения
вторичных
метаболитов
Принципы получения
вторичных метаболитов
основаны на особенностях
их образования клетками
микроорганизмов. В фазе
замедления роста и в
стационарной фазе
некоторые микроорганизмы
синтезируют вещества, не
образующиеся в
логарифмической фазе и не
играющие явной роли в
метаболизме. Эти вещества
называют вторичными
метаболитами. Их
синтезируют не все
микроорганизмы, а в
основном нитчатые
бактерии, грибы и
спорообразующие бактерии.

3.

БИОСИНТЕЗ
ХОЛЕСТЕРИНА
В синтезе холестерина
можно выделить три
основные стадии:
I – превращение активного
ацетата в мевалоновую
кислоту,
II – образование сквалена из
мевалоновой кислоты,
III – циклизация сквалена в
холестерин.

4.

Синтез мевалоната

5.

Синтез изопентенилпирофосфата

6.

Синтез сквалена

7.

Синтез ланостерина

8.

Синтез холестерина

9.

Общая схема
Начиная со сквалена, все
промежуточные продукты
биосинтеза холестерина
(включая и холестерин)
нерастворимы в водной
среде. Поэтому они
участвуют в конечных
реакциях биосинтеза
холестерина, будучи
связанными со
стеринпереносящими
белками (СПБ). Это
обеспечивает их
растворимость в цитозоле
клетки и протекание
соответствующих реакций.

10.

Среди различных предложений по
совершенствованию состава сред для
биосинтеза p-каротина высказывается
возможность использования мицелия
Blakeslea trispora, оставшегося после
экстракции β-каротина в качестве
компонента среды. Перед добавлением в
среду мицелий предварительно
высушивался. Стимулирующее влияние на
каротиногенез оказывала также водная
вытяжка из мицелия. Предполагают, что
веществом, оказывающим положительное
влияние на синтез β-каротина, является
цитрусовая кислота.
По Каггег (1949), исходным веществом для
биосинтеза каротиноидов является βметилкротоновый альдегид. Синтез
происходит по типу альдольной
конденсации с последующим удалением
воды. Эта гипотеза подчеркивает
аналогию синтеза каротиноидов с
общепринятой гипотезой образования
жиров.
Среди большого количества
выделенных из
микроорганизмов
каротиноидов наибольший
интерес имеет р-каротин.
Молекула β-каротина
содержит β-иононовые
группировки.
Изучение биосинтеза
каротиноидов у
микроорганизмов
проводилось в основном с
культурами Blakeslea
trispora, Phycomyces
blakesleeanus и некоторыми
дрожжами.

11.

Биосинтез бета-каротина