Lesitinadalah molekul aktif biologis penting yang memiliki banyak fungsi fisiologis dasar dalam tubuh manusia, seperti komponen utama membran sel, neurotransmiter, dan metabolisme lipid di hati, sehingga sangat berarti untuk memahami sintesisnya. Pada artikel ini, semua rute sintesis Lesitin akan diperkenalkan dari aspek-aspek berikut: jalur sintesis fosfatidilkolin, jalur sintesis lesitin, jalur sintesis fosfolipid dan jalur sintesis asam lemak gliserol fosfat.
1. Jalur sintesis fosfatidilkolin:
Lesitin, juga dikenal sebagai lesitin, adalah zat fosfolipid penting yang banyak terdapat pada organisme hewan dan tumbuhan. Dalam organisme, Lesitin memainkan berbagai fungsi fisiologis penting, termasuk struktur membran sel, neurotransmisi, metabolisme kolesterol, dll.
Phosphatidylcholine adalah salah satu komponen Lecithin terpenting, yang cukup melimpah di tubuh manusia. Biosintesis fosfatidilkolin umumnya diselesaikan melalui reaksi transfer metil, dan rute detailnya adalah sebagai berikut:
1.1. Phosphatidylacyldiacylglycerol (PA) yang terbentuk dari asam lemak dan gliserol difosforilasi oleh CDP-acylcholine (CDP-Choline) untuk menghasilkan phosphorylcholine (PtdCho).
1.2. Pada saat yang sama, metilasi disediakan oleh SAM (S-adenosylmethionine) menjadi methylate methionylcholine (GPC) menjadi lemak-2-phosphoadenosylcholine (PC).
1.3. PtdCho dan PC menghasilkan fosfatidylinositol kolin (PI-Cho) melalui reaksi pertukaran yang dikatalisis oleh lemak-1-fosfoinositida transferase.
1.4. PI-Cho kemudian diubah menjadi fosfo-inositol kolin (IP-Cho) melalui defosforilasi.
Di atas adalah rute sintesis total fosfatidilkolin, di mana langkah pertama dan kedua adalah jalur fosforilkolin (jalur Kennedy), yang terutama terjadi di retikulum endoplasma dan badan Golgi; langkah ketiga dan keempat adalah jalur fosfolipid inositol, terutama di sitoplasma dan di badan eosinofilik. Sintesis fosfatidilkolin membutuhkan partisipasi berbagai enzim dan koenzim, seperti asilase CDP, SAM adenilase, fosfatidilinositolase, dan defosfatase.
2. Jalur sintesis lesitin:
Lecithin adalah lipid biologis penting yang banyak terdapat pada organisme, dan memiliki fungsi penting dalam pemeliharaan struktur dan fungsi membran sel, transmisi saraf, dan metabolisme lipid. Komponen utamanya termasuk phosphorylcholine, phosphorylacetylcholine, dan phosphorylcreatine, di antaranya phosphorylcholine memiliki kandungan tertinggi, terhitung lebih dari setengah jumlah total lesitin. Proses sintesis lesitin melibatkan beberapa jalur metabolisme dan sinergi berbagai enzim, yang berbeda dalam jenis sel yang berbeda dan jaringan yang berbeda. Jalur sintesis utama lesitin akan dibahas di bawah ini.
2.1. Jalur gliserofosfat (jalur GPAT):
Jalur gliserofosfat adalah langkah awal sintesis lesitin, dan prosesnya terutama mencakup langkah-langkah berikut: gliserol trifosfat (G3P) bergabung dengan asam lemak untuk menghasilkan asil gliserofosfat (LPA), dan LPA selanjutnya menghasilkan asam fosfatidat (PA) melalui reaksi dekarboksilasi, Pengurangan PA menghasilkan CDP-asilgliserol (CDP-DAG), dan CDP-DAG dan kolin, etanolamin, dan substrat lainnya lebih lanjut mensintesis lesitin melalui jalur fosfolipid inositol. Enzim GPAT adalah enzim penentu laju jalur gliserol fosfat, dan katalisisnya adalah mengasilasi gliserol trifosfat dan asam lemak untuk menghasilkan LPA. Pasokan substrat seperti kolin harus dilakukan melalui salah satu dari dua jalur "inositol phosphatidylation" dan "ornithine phosphatidylation".
2.2. Jalur fosfolipid inositol:
Jalur fosfolipid inositol adalah salah satu jalur sintesis lesitin yang penting, dan jalurnya terkait dengan jalur manitol difosfat membran sel. Sintesis fosfolipid inositol terutama mencakup dua langkah berikut: reaksi fosfatidilasi kolin atau inositol fosfat dengan asilgliserol fosfat untuk menghasilkan fosfogliserol kolin (PGC) atau fosfogliserol inositol (PGI), dan kemudian melalui inositol Phosphoglycerol transferase (PIT) dan phosphoglycerol transferase (PGT) ) mentransfer fosfogliserol kolin atau fosfogliserol inositol ke molekul CDP-DAG untuk membentuk molekul lesitin lengkap. Fosforilkolin yang disintesis oleh jalur fosfolipid inositol menyumbang sekitar 20 persen dari jumlah total lesitin.
2.3. Jalur fosfolipid ornitin:
Jalur fosfolipid ornitin adalah jalur utama untuk sintesis fosfolipid ornitin. Jalur ini bergantung pada hidrolisis ornitin dalam sel menjadi amonia dan katalisis karbon dioksida untuk menghasilkan asam piruvat dan asam oksalat, dan kemudian reaksi transfer asil asam oksalat dan asilgliserol fosfat untuk mendapatkan asam oksalat fosfogliseril (PGS). Selanjutnya, PGS mentransfer gugus fosfor ke molekul CDP-DAG melalui dua reaksi yang dikatalisis oleh enzim (PSD dan PSS), menghasilkan molekul lesitin yang lengkap. Fosforilkolin yang disintesis oleh jalur fosfolipid ornitin menyumbang sekitar 10 persen dari jumlah total lesitin.
3. Jalur sintesis fosfolipid:
Lesitin (fosfolipid) adalah fosfolipid yang sangat umum, komponen utamanya adalah fosfogliserida dan kolin, dan dapat digunakan secara luas dalam makanan, obat-obatan, pestisida, dan bidang lainnya. Ada banyak metode pembuatan Lesitin, yang paling umum digunakan adalah metode kimia dan metode biologis.
Proses spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Kafestol dan Asam Amino:
Dalam fermentor industri, kafestol substrat sel dan asam amino ditambahkan, dan setelah reaksi fermentasi, cairan fermentasi yang mengandung kafestol dan asam amino dihasilkan.
2. Fosforilasi:
Tambahkan asam fosfat dalam jumlah yang sesuai ke dalam kaldu fermentasi, dan gunakan fosforilase untuk menambahkan asam fosfat ke gliserol untuk membentuk gliserofosfat. Diantaranya, fungsi fosforilase adalah menambahkan asam fosfat ke kafestol dan asam amino.
3. Menghasilkan etanolamin asam lemak:
Gliserofosfat dan asam lemak etanolamina direaksikan dengan asilase membentuk Lesitin. Diantaranya, fungsi asilase adalah untuk menggabungkan asam lemak dengan fosfogliserida atau alkohol amina untuk membentuk Lecithin.
4. Teknologi imobilisasi enzim:
Teknologi ini memungkinkan produksi enzim dalam jumlah besar dan dapat digunakan kembali, membuat proses produksi Lesitin lebih hemat biaya. Enzim diimobilisasi pada kaolin untuk mentransfer gugus asam lemak ke etanolamin untuk membentuk Lesitin, yang memiliki daya pakai ulang yang baik.
Fosfolipid adalah salah satu komponen Lecithin yang paling penting, dan jalur sintesisnya melibatkan substrat yang berbeda. Asam fosfat (jalur pentosa fosfat) adalah substrat 1-asam hidroksigliserat yang diproduksi oleh metabolisme gula; asam fosfatidat substrat diproduksi dengan pengasaman; CDP-choline dapat diperoleh dengan reaksi metilasi; Substrat piruvat dan metilvalonat diproduksi; asam amino lisin dan leusin dapat diperoleh dengan dekarboksilasi; substrat kalium dan metionin dapat digunakan sebagai substrat reaksi yang mengkatalisasi reaksi dua-dalam-satu CDP kolin fosfat.
4. Jalur sintesis asam lemak gliserol fosfat:
Jalur sintesis gliserol fosfat asam lemak adalah jalur lain untuk biosintesis Lesitin, di mana tidak ada kolin, substrat utamanya adalah asam lemak dan tartrat, dan trigliserida dapat diperoleh dengan katalisis asil inarkosil sintase. Selanjutnya, melalui aksi trigliserida asiltransferase, ikatan fosfat terbentuk antara 2-hidroksigliserol dan tartrat untuk membentuk struktur molekul asam lemak gliserol fosfat, yang merupakan prekursor Lesitin.
Singkatnya, jalur sintetik lesitin meliputi jalur sintetik fosfatidilkolin, jalur sintetik lesitin, jalur sintetik fosfolipid dan jalur sintetik asam lemak gliserol fosfat. Diantaranya, jalur sintesis fosfatidilkolin dan jalur sintesis lesitin mirip satu sama lain, dan keduanya bereaksi melalui zat antara asam CDP-kloroasetat; jalur sintesis fosfolipid menggunakan lebih banyak substrat, termasuk substrat yang dihasilkan oleh metabolisme gula dan jalur oksidasi. Substrat dan substrat yang dihasilkan oleh reaksi dekarboksilasi; fungsi utama jalur sintesis asam lemak gliserol fosfat adalah untuk membentuk struktur molekul prekursor Lesitin.