fredag 3 april 2009

Mevalonaatista dolikolia

MEVALONAATTITIEN MOLEKYYLI DOLIKOLI ( ja kolesteroli)

LÄHDE: Sindelair Pavel J. Hepatic lipase and dolichol esterification. Umeå universitet 1997
ISBN 91-628-2772-3

DOLIKOLI on yksi mevalonaattitien päätetuote, jonka vaikutus on fosfolipidikalvoa destabilisoiva ja permeabiliteettiä lisäävä. Dolikoli on glykoproteiinien (gp) N-linkkiytyneitten oligosakkaridien synteesissä obligatorinen välituote. Dolikoli on rakenteeltaan primääri alkoholi ja siinä on 16-23 kpl isopreeniosia.
Dolikolia esiintyy
vapaana,
monofosforyloituna ( dolikyylifosfaattina, dolichyl-P)
tai rasvahappoesterinä.

Tässä väitöskirjassa tunnistettiin ja luonnehdittiin dolikolin esteröitymisessä mukana olevia entsyymejä ja täten hankittiin tietoa tämän lipidin mahdollisista funktioista.
Koe-eläimessä 2% dolikoli-liposomi-infuusio vaikutti dolikolin esteröitymisen verenkierrossa. Liposomi oli tavallisista lesitiineistä ja kefaliineista tehty. Hepariini lisäsi dolikolin esteröitymistä rasvahappoon: Jos koe-eläin oli edeltä heparinisoitu, esterinmuodostus lisääntyi vahvasti.Tästä pääteltiin, että plasman hepariinilla on kykyä vapauttaa jotain entsyymiä. Osoitettiin kuitenkin, että LCAT entsyymi se ei ollut Myös heparinisaation jälkeenkin oli plasmalla aktiviteettia dolikolin asyloimiseen eli rasvahapon lisäämiseen dolikolimolekyyliin.

Entsyymi osoittautui dolikoli- transasylaasiksi, joka otti rasvahapon lähinnä fosfolipidilajeista PE ja PS ( kefaliini ja fosfatidylseriini). Fosfolipidien glyseryylitumasta vain sn1-aseman rasvahappo tuli käytetyksi transasylaatioon, joka taas käytti dolikolimolekyyliä, mutta EI kolesteroli tai retinolimolekyyliä.

Dolikoli-trans-asylaasi (Mp. 61 kD) osoittautui samaksi kuin hepaattinen lipaasi. Hepaattisen lipaasin katalysoimaa dolikolin esteröitymistä rasvahappoon stimuloi vahvasti plasmassa oleva ko-faktori, joka muutti pH-optimia happamemmaksi.(pH arvoon 7,5) Tämä kofaktori on assosioitunut HDL:ään. Lipoproteiinittomasta HDL-fraktiosta puhdistettu kofaktori osoittautui olevan apoA-IV. Apo A-IV stimuloi vahvasti fosfolipidien hydrolyysiä ja esti täydellisesti triglyseridien hydrolyysin lipoproteiineissa HDL-2 ja VLDL.
YHTEENVETO Hepaattisen lipaasin (dolikoli-trans-asylaasin) tärkeä kofaktori lienee Apo A-IV pitoinen HDL:


Kertauksena mevalonaattitien synteesissä mainituista molekyyleistä:
Tavallinen aktivoitu etikkahappo, asetyyli-CoA, on endogeenin kolesterolin synteesin alkuaine.
Aktivoitu asetoetikkahappo, asetoasetyyli-koentsyymi-A
HMG-CoA ( hydroksimetyyliglutaryyli-koentsyymi-A) ( Tässä kohtaa vaikuttaa tehokkain kolesterolinmuodostuksen estäjä, HMG-CoA-reduktaasin estäjä)
Mevalonaatti
Mevalonaattifosfaatti ( mevalonaatti-P)
Mevalonaatti-PP
Isopentenyyli-PP, (IPP)
Dimetyyliallyyli-PP (DMAPP)
Geranyyli-PP (GPP). Tästä voi tulla korkealla affiniteetilla Solanesyl-PP ja siitä ubikinonia.
Farnesyyli-PP. Tämä FPP on kohta. josta voi tapahtua monta vaihdetta eteenpäin.

1. Proteiinien isoprenylaatio ( hyvin korkea affiniteetti) (Esim G-proteiinien posttranslationaalinen isoprenylaatio).

2. Entsymaattisesti plasmassa (trans-prenyylitransferaasilla) geranyl-geranyl--PP (GGPP), tästä voi tulla menakinonisivuketjuja ( K2-vitamiinisivuketjuja, joita tarvitaan luussa, koagulaatiotekijöissä, aivojen K1-vitamiinin sivuketjussa MK-4)

3. Solanesyyli-PP. Tästä voi tulla ubikinonia

4. Luonnollisesti FPP voi myös muuttua syntetaasilla skvaleeniksi ja siitä kolesteroliksi ( matala affiniteettitie).

5. Cis-prenyylitransferaasilla polyprenyyli-PP ( korkea affiniteetti) Tästä voi tulla dolikoli tai dolikyyli –PP

Sellainen entsyymi kuin biotiini vaikuttaa FPP:n vaihteen valinnoissa




On huomattava eräs seikka. Dolikolista osa fosforyloituu dolikyylifosfaatiksi Dolikyl-P Se ei ole kaikkein edullinen muoto. Se liittyy kovalentisti proteiiniin maksassa.. Aivoissa tällä kovalenttisella liittymällä on merkitystä bioelektristen terminaalien stabiloijana ja isoloijana. Sitä täytyy olla tietty osa, mutta patologisissa tiloissa sen määrä kohoaa kuten Alzheimerin taudissa.

Suurin osa dolikolia on kefaliinissa sijaitsevaa ( fosfolipidi PE). Kun dolikolia rikastuu membraanin keskiseen osaan, lisääntyy fluiditeettti, kalvon nestemäisyys. Vetisyys, ja permeabiliteettti, kalvon läpäiseväisyys, joten se on destabilisaattori, kun taas kolesteroli tekee kalvosta vettäläpäisemätöntä, rasvaista. Dolikoli on myös fusogeeninen aine. Kun sitä rikastuu lysosomeihin, Golgin laitteeseen ja plasmamebraaneihin, se vaikuttaa tehokasta kalvokuljetusta eri organellien välillä. Se on merkitsevä jatkuvassa kalvon nuppuilussa ( budding) ja fuusioissa. Sen funktio on siis elämälle välttämätöntä, niin ihmisen kuin esim. solua hyödyntävän viruksen näkökulmasta.

Dolikolirakenne on lajispesifinen, mutta ei elinspesifinen. Ihmisen dominoiva dolikoli sisältää 19-20 isopreeniosaa.
Molekyylissä on alfa-terminaali ja omega-terminaali
Animaalisessa kudoksessa vain muutama prosentti dolikolimolekyylistä on alfa-päästään cis-muodossa tyydyttämättömänä.
Paitsi hepatosellulaarisessa karsinoomassa todetaan 30 % molekyyleistä alfa cis-muodossa.
Sanotaan että dolikolia syntyy nopeasti, mutta sen hajoamistuotteita ei ole identifioitu. On ajateltu sen ehkä olevan tuntemattoman hormonin tai muun aineenvaihdunnallisesti aktiivin molekyylin prekursori.Tästä täytyy ottaa selvää.


Mevalonaattitiestä tulee myös ubikinonien sivuketju (UQ) solujen mitokondrioihin, joissa UQ on hengitystoiminnan obligatorinen komponentti. Redusoidulla ubikinonilla, ubikinolilla, on vahva scavenger-kyky ( 1 radikaali 1 molekyyliä kohden). Vain redusoitu muoto toimii antioksidanttina. Kudoksissa on normaalisti ubikinonia 10 kertaa enemmän kuin alfa-tokoferolia ( E-vitamiinia). C-vitamiini vesifaasissa tekee samaa antioksidanttifunktiota kuin ubikinoni lipidifaasissa. Suurin osa ubikinonista kehossa on aktiivissa muodossaan, paitsi aivoissa on vain 25 % ubikinonista redusoitua ( aktiivia) ubikinolia.

Mikä on dolikolin relevantti osuus 1 grammassa aivokudosta tai maksakudosta? Nämä ovat viittellisiä tietoja muistiinpanoissani n 10 v takaa.
Proteiinia 79 mg / grammassa aivoa, 181 mg/ g maksaa.
Fosfolipidejä 32 mg/g aivoa, 23 mg/ g maksaa.
Kolesterolia 13 mg/ g aivoa ja 2 mg/ g maksaa.
Dolikolia 153 ug/ g aivoa ja 578 ug/ g maksaa.
Dolikyylifosfaattia 22 ug/g aivoa ja 16 ug / g maksaa.
Ubikinonia 21 ug/ g aivoa ja 46 ug/ g maksaa.



Kaikki kolme mevalonaattitien tuotemolekyyliä ovat tärkeät neuronaalisessa funktiossa.
kolesteroli, dolikoli ja dolikolifosfaatti

Inga kommentarer: