การสังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมน

                การสังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมน และเกลือน้ำดี ต้องการไซโทโครมชนิดไซโทโครม P450 (cytochrome P450) ไซโทโครม P450 พบในไมโทคอนเดรียของเปลือกต่อมหมวกไต และไมโครโซมของตับ มีหน้าที่ในปฏิกิริยาไฮดรอกซีเลชัน

                1. การสังเคราะห์เพรกนีโนโลน (pregnenolone) จากโคเลสเตอรอล สเตอรอยด์ฮอร์โมนมี C อะตอม จำนวน 21 อะตอมหรือน้อยกว่า ส่วนโคเลสเตอรอลมี C อะตอม 27 อะตอม เพราะฉะนั้นในการสังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมน จึงเป็นการกำจัด C 6 อะตอมออกจากโซ่ข้างของโคเลสเตอรอลโดยการเกิดปฏิกิริยาไฮดรอกซีเลชันจากนั้นจะมีการสลาย พันธะระหว่าง C อะตอม ACTH หรือแอดรีโนคอร์ติโคโทรปิคฮอร์โมน (adrenocorticotropic hormone)หรือ คอร์ติโคโทรปิน(corticotropin) ซึ่งเป็นพอลิเพปไทด์ฮอร์โมน (polypeptide hormone) สังเคราะห์ขึ้นจากต่อมใต้สมอง ส่วนหน้า (anterior pituitary gland) ทำหน้าที่กระตุ้นปฏิกิริยาการเปลี่ยนโคเลสเตอรอลไปเป็นเพรกนีโนโลนซึ่งเป็นสารที่ ใช้สังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมนทุกชนิด

                2. การสังเคราะห์โปรเจสเตอโรน และคอร์ติคอยด์ (corticoid) โปรเจสเตอโรนถูกสังเคราะห์ขึ้นจากเพรกนีโนโลน 2 ขั้นตอน โดยที่หมู่ 3-ไฮดรอกซิลของเพรกนีโนโลนถูกออกซิไดส์ไปเป็นหมู่คีโต และพันธะคู่ที่ตำแหน่ง 5 ถูกไอโซเมอไรซ์ ไปเป็นพันธะคู่ที่ตำแหน่ง 4 คอร์ติซอลซึ่งเป็นกลูโคคอร์ติคอยด์ที่พบเป็นส่วนมากถูกสร้างขึ้นจากโปรเจสเตอโรนโดยปฏิกิริยาไฮดรอกซีเลชัน 3 ครั้ง ที่ C อะตอมที่ 17 21 และ 11 อัลโดสเตอโรน ซึ่งเป็นมิเนอรัลโลคอร์ติคอยด์ที่พบเป็นส่วนมาก ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาไฮดรอกซีเลชันของโปรเจสเตอโรนเช่นกันที่ C อะตอมที่ 21 และ 11 สุดท้ายเกิดปฏิกิริยาออกซิเด ชันของ C อะตอมที่ 18 เป็นอัลดีไฮด์

                 3. การสังเคราะห์แอนโดรเจนและเอสโตรเจน
การสังเคราะห์แอนโดรเจนเริ่มที่ปฏิกิริยาไฮดรอกซีเลชันของโปรเจสเตอโรน ที่ C-17 แล้วเกิดการสลายโซ่ข้างที่มี C อะตอมที่ 20 และ 21 ได้เป็นแอนโดรสตีนไดโอน (androstenedione) ซึ่งเป็น แอนโดรเจนชนิดหนึ่ง เทสโทสเตอโรนเป็นแอนโดรเจนที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งที่ถูกสร้างขึ้นจากแอน- โดรสตีนไดโอน โดยปฏิกิริยารีดักชันของหมู่ 7-คีโต แอนโดรเจน ประกอบด้วย C อะตอม19 อะตอมจะถูกกำจัดหมู่เมธิลที่ C อะตอมที่ 19 และมีการเปลี่ยนแปลงที่วงแหวนอะโรมาติก A ได้เป็นเอสโตรเจน

                คอมเพลกซ์แฟตตีแอสิด ซินเธส (Fatty Acid Synthase Complex)

                หน้าที่ของ ACP ในการสังเคราะห์กรดไขมันเหมือนหน้าที่ของ CoASH ในการสลายกรดไขมัน 4´-ฟอสโฟแพนเทอธีน ทำหน้าที่เหมือนแขนที่จับอยู่กับหมู่เอซิลของสารตัวกลางด้วยพันธะโควาเลนท์ ทำให้สารตัวกลางเอซิลยังคงอยู่ในระบบของเอนไซม์ในระหว่างที่มีการเพิ่มความยาวโซ่ของกรดไขมัน

                การสังเคราะห์โคเลสเตอรอล

                เริ่มจากการสร้าง 3-ไฮดรอกซี-3-เมธิลกลูตาริลโคเอ (3-hydroxy-3-methyglutaryl CoA) จากอะซีติลโคเอ และอะซีโตอะซีติลโคเอ แล้วจะถูกรีดิวซ์ไปเป็นเมวาโลเนต ซึ่งเป็นสารต้นตอของสควาลีน (squalene) เป็นสารตัวกลางของการสังเคราะห์โค-เลสเตอรอลที่มีหน่วยไอโซพรีน 6 โดยมีเอนไซม์ที่ใช้ในปฏิกิริยารีดักชันสำหรับ การสร้างเมวาโลเนตคือ 3-ไฮดรอกซี-3-เมธิลกลูตาริลโคเอรีดักเทส ซึ่งเป็นตัวสำคัญในการควบคุมการสังเคราะห์ โคเลสเตอรอล โคเลสเตอรอลจะถูกนำไปใช้ประโยชน์ในการสร้างเมมเบรน สเตอรอยด์ฮอร์โมน และกรดน้ำดี

3-ไฮดรอกซี-3-เมธิลกลูตาริล CoA + 2NADPH + 2H+ เมวาโลเนต + 2NADP+ + CoA


ที่มา : www.endotext.org/.../ pediatrics9/pediatrics9.htm

                การสังเคราะห์กรดน้ำดีจากโคเลสเตอรอล

                 โคเลสเตอรอลจะถูกเปลี่ยนแปลงไปเป็น 3 แอลฟา, 7แอลฟา , 12แอลฟา-ไตรไฮดรอกซีโคเลสเตน และโคลิลโคเอ (cholyl CoA) ซึ่งเป็นผลผลิตตัวกลางในการสังเคราะห์เกลือน้ำดีส่วนใหญ่ C อะตอมของหมู่คาร์บอกซิลในโคลิลโคเอ จะทำปฏิกิริยากับหมู่อะมิโนของเทารีน (H2N-CH2-CH2-SO2) เกิดเป็นเทาโรโคเลต หรือเมื่อทำปฏิกิริยากับ หมู่อะมิโนของไกลซีน เกิดเป็นไกลโคโคเลต และไกลโคโคเลตเป็นเกลือน้ำดีที่พบจำนวนมาก
                 เกลือน้ำดี (โคเลตหรือ cholate) เป็นสารประกอบสเตอรอยด์ที่มีจำนวน C อะตอม 24 อะตอม มีคุณสมบัติเป็นดีเทอร์เจนท์ (detergent) ประกอบด้วยส่วนโพลาร์และส่วนนอนโพลาร์ ถูกสร้างและเก็บสะสมที่ตับและถูก ทำให้เข้มข้นขึ้นที่ถุงน้ำดี แต่จะถูกส่งไปทำหน้าที่ที่ลำไส้เล็ก เกลือน้ำดีเป็นส่วนประกอบของน้ำดีที่ช่วยทำให้ลิพิดในอาหาร ละลายได้ดีขึ้นโดยการเพิ่มพื้นที่ผิวของลิพิดและวิตามินที่ละลายได้ในไขมันซึ่งจะมีผลทำให้การไฮโดรไลซ์ด้วยไลเพสและ การดูดซึมที่ลำไส้ดีขึ้น กรดน้ำดีที่พบจำนวนมากมี 2 ชนิด คือ กรดโคลิกและกรดคีโนดีออกซีโคลิก ถูกหลั่งออกมาในรูป คอนจูเกตกับเทารีนหรือกับไกลซีน

ที่มา : http://vp.org/vpftp/All%20Images%20-in%20progress/Small%20Images%20(10-200KB)/cholesterol_synthesis.jpg


                เมื่อเกลือน้ำดีเข้าสู่ลำไส้เล็กเพื่อทำหน้าที่เอนไซม์ของแบคทีเรียจะสลายทั้งไกลซีนและเทารีนออกจากเกลือน้ำดี เกิดกรดน้ำดีชนิดกรดโคลิกและกรดคีโนดีออกซีโคลิก (CDCA) แล้วจะถูกเอนไซม์ของแบคทีเรียเปลี่ยนแปลงต่อไป โดยปฏิกิริยา 7-ดีไฮดรอกซีเลชัน (7-dehydroxylation) เกิดเป็นกรดน้ำดี 2 ชนิด คือ กรดดีออกซีโคลิก และกรดลิโธโคลิก (lethocholic acid) ตามลำดับ มากกว่า 90% ของกรดน้ำดีในลำไส้เล็กจะถูกดูดซึมกลับ (reabsorbed) โดยกระบวนการ active transport เข้าสู่กระแสเลือด แล้วถูกขนส่งโดยจับกับอัลบูมินไปยังตับ ที่ตับจะถูกคอนจู-เกตกันเทารีนและไกลซีน แล้วจะถูกหลั่งออกสู่น้ำดีอีกครั้งหนึ่ง การดูดซึมกลับที่ลำไส้เล็กเข้าสู่ตับของกรดน้ำดีถูกควบคุมโดยระบบขนส่งที่ขึ้นกับ Na+ [Na+ -dependent (carrier) transport system] วัฏจักรการขนส่งกรดน้ำดีจากลำไส้เล็กไปยังตับและกลับเข้าสู่ลำไส้เล็กอีก เรียกว่า enterohepatic circulation


                การควบคุมการสังเคราะห์โคเลสเตอรอล

                สัตว์ได้รับโคเลสเตอรอลทั้งจากอาหารและสังเคราะห์ขึ้นได้เองมีการควบคุมแบบป้อน กลับของเอนไซม์ 3-ไฮดรอกซี-3-เมธิลกลูตาริลโคเอรีดักเทสซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาการสร้างเมวาโลเนต และขั้นตอนที่เป็นปฏิกิริยา ที่ควบคุมการสร้างโคเลสเตอรอล โคเลสเตอรอลในอาหารสามารถยับยั้งการสังเคราะห์เอนไซม์รีดักเทสนี้ในตับ และมีผลทำให้เอนไซม์ที่มีอยู่แล้วไม่แอกตีฟ


                การสังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมนจากโคเลสเตอรอล


                ปฏิกิริยาไฮดรอกซีเลชันเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญในการสังเคราะห์โคเลสเตอรอลจากสควาลีน เช่นเดียวกับการสังเคราะห์ สเตอรอยด์ฮอร์โมน และเกลือน้ำดีจากโคเลสเตอรอล ปฏิกิริยานี้ต้องการ NADPH และ O2 และเร่งปฏิกิริยาโดย เอนไซม์มอโนออกซีเจเนส (monooxygenase) หรือมิกซ์ฟังก์ชันออกซีเจเนส (mixed function oxygenase) นอกจากนี้ยังเป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับไฮดรอกซีเลชันของฟีนิลอะลานีน

HOME
NEXT