تخليق دي نوفو

في الكيمياء ، تخليق دي نوفو De novo synthesis يشير المصطلح إلى تخليق جزيئات معقدة من جزيئات بسيطة مثل السكريات أو الأحماض الأمينية ، على عكس إعادة التدوير بعد تحلل جزئي. على سبيل المثال ، ليست هناك حاجة إلى نيوكليوتيدات قادمة من الغذاء حيث يمكن تكوينها في الجسم من جزيئات سليفة صغيرة مثل فورمات وأسبارتات . من ناحية أخرى ، هناك حاجة إلى الميثيونين من النظام الغذائي لأنه في الجسم يمكن أن يتحلل إلى حمض أميني ولا يتجدد من جديد ، أي لا يمكن للجسم من تصنيعه من جديد .

النوكليوتيدات

[عدل]

لا تستخدم مسارات تجديد للنيوكليوتيدات من القواعد الحرة: الأدينين (يُشار إليه باختصار A) ، أو الجوانين (G) ، أو السيتوزين (C) ، أو الثايمين (T) ، أو اليوراسيل (U). تتكون حلقة البيورين من ذرة واحدة أو بضع ذرات في نفس الوقت وترتبط بالريبوز خلال عملية التوليف. [1] يتم تصنيع حلقة بيريميدين في شكل أوروتات وترتبط بعد ذلك بفوسفات الريبوز ثم يتم تحويلها لاحقًا إلى نيوكليوتيدات البيريميدين العادية.

الكوليسترول

[عدل]

يعتبر الكوليسترول مكونًا هيكليًا أساسيًا لأغشية الخلايا الحيوانية . يعمل الكوليسترول أيضًا كمقدمة للتخليق الحيوي لهرمونات الستيرويد ، وحمض الصفراء [2] ، وفيتامين د . في الثدييات ، يُمتص الكوليسترول إما من مصادر غذائية أو يتم تصنيعه من جديد (دي نوفو) في الجسم . يحدث ما يصل إلى 70-80٪ من تخليق الكوليسترول في الكبد ، ويحدث حوالي 10٪ من تخليق الكوليسترول في الأمعاء الدقيقة . [3] تتطلب الخلايا السرطانية الكوليسترول لأغشية الخلايا ، لذلك تحتوي الخلايا السرطانية على العديد من الإنزيمات لتخليق الكولسترول "الجديد " من الأسيتيل CoA . [3]

الأحماض الدهنية (تجديد تكوين الدهون )

[عدل]

إن عملية تكوين الدهون دي نوفو (De novo lipogenesis) هي العملية التي يتم من خلالها تحويل الكربوهيدرات (بشكل أساسي ، خاصة بعد تناول وجبة غنية بالكربوهيدرات) من الدورة الدموية إلى أحماض دهنية ، وهذه يمكن تحويلها إلى دهون ثلاثية أو دهون أخرى. [4] يمكن أيضًا أن تكون الأسيتات وبعض الأحماض الأمينية (لا سيما الليوسين والإيزولوسين ) مصادر ا للكربون في عملية تكوين الدهون. [5]

عادة ، يحدث تكوين الدهون من جديد (دي نوفو) في المقام الأول في الأنسجة الدهنية . ولكن في حالات السمنة ، أو مقاومة الأنسولين ، أو داء السكري من النوع 2 ، يتم تقليل تكوين الدهون في الأنسجة الدهنية (حيث يكون البروتين المرتبط بالعناصر المستجيبة للكربوهيدرات (ChREBP) هو عامل النسخ الرئيسي) ويزداد في الكبد (حيث يكون البروتين المرتبط بعنصر الستيرول التنظيمي 1 (SREBP-1c) هو عامل النسخ الرئيسي). [6] عادة ما يتم تنشيط ChREBP في الكبد عن طريق الجلوكوز (بغض النظر عن الأنسولين). [7] تؤدي السمنة والنظام الغذائي عالي الدهون إلى تقليل مستويات البروتين المرتبط بالعناصر المستجيبة للكربوهيدرات في الأنسجة الدهنية. [4] على النقيض من ذلك ، فإن مستويات الأنسولين المرتفعة في الدم ، بسبب تناول وجبة عالية من الكربوهيدرات أو بسبب مقاومة الأنسولين ، تحفز بشدة تعبير الــ SREBP-1c في الكبد. [7] يؤدي الحد من تكوين الدهون في الأنسجة الدهنية ، وزيادة تكوين الدهون من جديد في الكبد بسبب السمنة ومقاومة الأنسولين إلى مرض الكبد الدهني .

ينشط استهلاك الفركتوز (على عكس الجلوكوز) كلاً من SREBP-1c و ChREBP بطريقة مستقلة عن الأنسولين. [8] على الرغم من أنه يمكن تحويل الجلوكوز إلى جليكوجين في الكبد ، إلا أن الفركتوز يزيد بشكل ثابت من تكوين" الدهون " في الكبد ، مما يرفع مستوى الدهون الثلاثية في البلازما ، أكثر من ارتفاع الجلوكوز. [8] علاوة على ذلك ، عندما يتم استهلاك كميات متساوية من الجلوكوز أو المشروبات المحلاة بالفركتوز ، فإن مشروب الفركتوز لا يسبب فقط زيادة أكبر في الدهون الثلاثية في البلازما ، بل أنه يسبب زيادة أكبر في دهون البطن . [8]

عملية تكوين الدهون من جديد تكون مرتفعة في مرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD) ، وهي السمة المميزة للمرض. [9] بالمقارنة مع الضوابط الصحية ، فإن المرضى الذين يعانون من مرض الكبد الدهني غير الكحولي لديهم في المتوسط زيادة 3.5  مرات في تكوين الدهون من جديد. [9]

يتم تنظيم تخليق الأحماض الدهنية De novo بواسطة إنزيمين مهمين ، وهما acetyl-CoA carboxylase وسينسيز الأحماض الدهنية . [10] إن إنزيم الأسيتيل CoA كربوكسيلاز مسؤول عن إدخال مجموعة الكربوكسيل إلى الأسيتيل CoA ، مما يحوله إلى malonyl-CoA. بعد ذلك ، يكون إنزيم الأحماض الدهنية مسؤولاً عن تحويل malonlyl-CoA إلى سلسلة من الأحماض الدهنية. تخليق الأحماض الدهنية من جديد يكون غير نشط بشكل أساسي في الخلايا البشرية ، لأن النظام الغذائي هو المصدر الرئيسي لها. [11] أما في الفئران مثلا ، يزداد تخليق من جديد للأحماض الدهنية وشبكها في نسيج دهني أبيض مع التعرض لدرجات الحرارة الباردة والتي قد تكون مهمة للحفاظ على مستويات ثلاثي الجليسريد في مجرى الدم ، ولتوفير أحماض دهنية لتوليد الحرارة أثناء التعرض لجو بارد لفترات طويلة. [12]

الحمض النووي

[عدل]

يشير تخليق الحمض النووي De novo إلى الإنشاء التخليقي للحمض النووي بدلاً من تجميع أو تعديل تسلسلات الحمض النووي لقالب السلائف الطبيعية. [13] يتبع تخليق قليل النوكليوتيد الأولي تخليق جيني اصطناعي ، وأخيراً بعملية استنساخ ، وتصحيح الخطأ ، والتحقق للسلامة ، وهذا يتضمن غالبًا استنساخ الجينات إلى بلازميدات في بكتيريا الإشريكية القولونية أو في الخميرة . [13]

البريميز Primase هو بوليميريز RNA ، ويمكنه إضافة مادة أولية إلى سلسلة تكون في انتظار النسخ المتماثل. لا يمكن لبوليميراز الحمض النووي إضافة مواد أولية primers ، وبالتالي فهو يحتاج إلى بريميز لإضافة البرايمر من جديد .

المراجع

[عدل]
  1. ^ Ali, Eunus S.; Sahu, Umakant; Villa, Elodie; O’Hara, Brendan P.; Gao, Peng; Beaudet, Cynthia; Wood, Antony W.; Asara, John M.; Ben-Sahra, Issam (1 Jun 2020). "ERK2 Phosphorylates PFAS to Mediate Posttranslational Control of De Novo Purine Synthesis". Molecular Cell (بالإنجليزية). 78 (6): 1178–1191.e6. DOI:10.1016/j.molcel.2020.05.001. ISSN:1097-2765. PMC:7306006. PMID:32485148.
  2. ^ "Steroidogenic enzymes: structure, function, and role in regulation of steroid hormone biosynthesis". J Steroid Biochem Mol Biol. ج. 43 ع. 8: 779–804. ديسمبر 1992. DOI:10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID:22217824. مؤرشف من الأصل في 2023-05-12.
  3. ^ ا ب "Role of de novo cholesterol synthesis enzymes in cancer". Journal of Cancer. ج. 11 ع. 7: 1761–1767. 2020. DOI:10.7150/jca.38598. PMC:7052851. PMID:32194787.
  4. ^ ا ب "Regulation and Metabolic Significance of De Novo Lipogenesis in Adipose Tissues". Nutrients. ج. 10 ع. 10: E1383. 2018. DOI:10.3390/nu10101383. PMC:6213738. PMID:30274245.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
  5. ^ "Tracing insights into de novo lipogenesis in liver and adipose tissues". Seminars in Cell and Developmental Biology. ج. 41 ع. 1: 65–71. 2020. DOI:10.1016/j.semcdb.2020.02.012. PMID:32201132.
  6. ^ "Regulation and Metabolic Significance of De Novo Lipogenesis in Adipose Tissues". Nutrients. ج. 10 ع. 10: E1383. 2018. DOI:10.3390/nu10101383. PMC:6213738. PMID:30274245.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)Song Z, Xiaoli AM, Yang F (2018). "Regulation and Metabolic Significance of De Novo Lipogenesis in Adipose Tissues". Nutrients. 10 (10): E1383. doi:10.3390/nu10101383. PMC 6213738. PMID 30274245.
  7. ^ ا ب "Transcriptional control of hepatic lipid metabolism by SREBP and ChREBP". Seminars in Liver Disease. ج. 33 ع. 4: 301–311. 2013. DOI:10.1055/s-0033-1358523. PMC:4035704. PMID:24222088.
  8. ^ ا ب ج "The Sweet Path to Metabolic Demise: Fructose and Lipid Synthesis". Trends in Endocrinology & Metabolism. ج. 27 ع. 10: 719–730. 2016. DOI:10.1016/j.tem.2016.06.005. PMC:5035631. PMID:27387598.
  9. ^ ا ب "Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Adults: Current Concepts in Etiology, Outcomes, and Management". Endocrine Reviews. ج. 41 ع. 1: 66–117. 2020. DOI:10.1210/endrev/bnz009. PMID:31629366.
  10. ^ "Tracing insights into de novo lipogenesis in liver and adipose tissues". Seminars in Cell and Developmental Biology. ج. 41 ع. 1: 65–71. 2020. DOI:10.1016/j.semcdb.2020.02.012. PMID:32201132.Wallace M, Metallo CM (2020). "Tracing insights into de novo lipogenesis in liver and adipose tissues". Seminars in Cell and Developmental Biology. 41 (1): 65–71. doi:10.1016/j.semcdb.2020.02.012. PMID 32201132. S2CID 214617840.
  11. ^ "De novo fatty-acid synthesis and related pathways as molecular targets for cancer therapy". British Journal of Cancer. ج. 100 ع. 9: 1369–72. مايو 2009. DOI:10.1038/sj.bjc.6605007. PMC:2694429. PMID:19352381.
  12. ^ Flachs، P؛ Adamcova، K؛ Zouhar، P؛ Marques، C؛ Janovska، P؛ Viegas، I؛ Jones، J G؛ Bardova، K؛ Svobodova، M (مارس 2017). "Induction of lipogenesis in white fat during cold exposure in mice: link to lean phenotype". International Journal of Obesity. ج. 41 ع. 3: 372–380. DOI:10.1038/ijo.2016.228. ISSN:0307-0565. PMID:28008171. مؤرشف من الأصل في 2023-04-05.
  13. ^ ا ب "Large-scale de novo DNA synthesis: technologies and applications". Nature Methods. ج. 11 ع. 5: 499–507. 2014. DOI:10.1038/nmeth.2918. PMC:7098426. PMID:24781323.

للقراءة المتعمقة

[عدل]

 

  • Harper's Illustrated Biochemistry, 26th Ed - Robert K. Murray, Darryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell
  • Lehninger Principles of Biochemistry, Fourth Edition - David L. Nelson, Michael M. Cox
  • Biochemistry 5th ed - Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer
  • Biochemistry- Garrett.and.Grisham.2nd.ed
  • Biochemistry, 2/e by Reiginald and Charles Grisham
  • Biochemistry for dummies by John T Moore, EdD and Richard Langley, PhD
  • Stryer L (2007). Biochemistry. 6th Edition. WH Freeman and Company. New York. USA

روابط خارجية

[عدل]