Ovaj članak nije preveden ili je djelimično preveden. |
Ovom članku potrebna je jezička standardizacija, preuređivanje ili reorganizacija. |
Steroidogeneza je proces u kojem nastaju stereoidi, koji su organski spojevi sa četiri prstena u specifičnoj molekulskoj konfiguraciji. Primjeri uključuju prehrambeni lipid holesterol, spolne hormone estradiol i testosteron. Steroidi imaju dvije glavne biološke funkcije: određeni steroidi (kao što kao holesterol) su važne komponente ćelijskih membrana koje mijenjaju membransku fluidnost, a mnogi steroidi su signalne molekule koje aktiviraju receptore steroidnih hormona .[2]
Osnovna struktura steroida se sastoji od sedamnaest ugljikovih atoma, vezanih u četiri "spojena" prstena: tri od šest članova cikloheksanskih prstenova (A, B i C u prvoj slici) i jedan od pet članova ciklopentanskih (D). Steroidi se razlikuju od funkcionalnih grupa u prilogu ovog četveroprstenskog jezgra i od oksidiranih prstenova. Steroli su oblici steroida sa hidroksilnnom grupom na poziciji tri i skeletu izvedenom iz holestan.[3][1]:1785f [4] Oni također mogu znatnije varirati promjenama u strukturi prstena (na primjer, prstenovi koje proizvode sekosteroide, kao što su vitamin D3). Stotine steroida se nalaze u biljkama, životinjama i gljivama. Sve steroide, ćelije proizvede iz steroli lanosterol a (životinje i gljive) ili cikloartenola (biljke). Lanosterol i cikloartenol su izvedeni iz ciklizacije triterpenskih skvalena.[5]
Gonan, najjednostavniji steroid, sastoji se od sedamnaest ugljikovih atoma: u ugljik-ugljik vezi formiran je od četiri spojena prstena u trodimenzijski oblik. Tri cikloheksanska prstena (A, B, C i u prvoj slici) čine kostur perhidro derivata fenantrena. D prsten ima ciklopentansku strukturu. Kada su prisutne dvije metil grupe i osam ugljika bočnog lanca (na C-17, kao što je prikazano na holesterolu), steroid ima holestanski okvir. Dva uobičajena 5α i 5β stereoizomerna oblika steroida postoje zbog razlike u bočnom, uglavnom planarnom, sistemu prstena, u kojem je privezan atom vodika (H) na ugljik-5, što dovodi do promjene u konformaciji prstena steroida A.
Primjeri strukture steroida su:
Pored podjele po prstenovima , i njihovim proširenjima i stezanjima (kontrakcija prstena i ponovnog zatvaranja u veće ili manje prstenove, varijacije u vezama ugljik-ugljik steroidnog okvira, steroidi se razlikuju u pojedinostima, kao što su:
U eukariota , steroidi se nalaze u gljivama , životinjama i biljkama. Gljivični steroidi uključuju ergosterole.
Steroidi životinja obuhvataju spojeve kičmenjaka i insekata, a potonji uključujući ekdisteroid e, kao što su ekdisteron (kontrolni za presvlačenje u nekim vrstama). Kičmenjački primjeri uključuju steroidni hormon i holesterol; ovaj drugi je strukturna komponenta ćelijske membrane koji pomaže u određivanju njene fluidnosti i glavni je sastojak ateroma (upletenog u ateroskleroze).
Steroidni hormoni uključuju:
U prokariota, postoje biosintetski putevi za okvir tetracikličnih steroida (npr. mikobakterija) odakle, prema nagađanjima, vode porijeklo eukarioti, i više općih pentacikličnih triterpinoidnih hopanoidnih okvira.
Također je moguća klasifikacija steroida na osnovu njihovog hemijskog sastava. Jedan od primjera kako j e pristup koji upotrebljava MeSH (Medical Subject Headings) – klasifikacija koja je dostupna na Wikipedia MeSH katalogu. Primjeri ove klasifikacije uključuju:
Klasa | Primjer | Broj ugljikovih atoma |
---|---|---|
Holestani | Holesterol | 27 |
Holani | Žučna kiselina | |
Pregnani | Progesteron | 21 |
Androstani | Testosteron | 19 |
Estrani | Estradiol | 18 |
Gonani (steroidno jezgro) je roditeljski 17-ugljična tetraciklična molekula ugljikovodika bez alkil bočnih lanaca
Sekosteroidi (lat. seco = smanjiti) su potklasa steroidnih spojeva – rezultat biosinterskih ili, konceptualno, rascjepljenih izvorno-roditeljskih steroidnih prstenova (obično jednog od četiri). Glavne sekosteroidne potklase su definirane steroidnim atomima ugljika u kojem je ovaj rascjep nastao. Naprimjer, prototip sekosteroida holekalciferol, vitamin D3 (na slici), je u 9,10-sekosteroidna potklasa i proizlazi iz cijepanja atoma ugljika C-9 i C-10 steroidnog B-prstena; 5,6-sekosteroidi i 13,14-steroidi su slični.[6]
Norsteroidi (nor-, L. norma; "normalno" – u hemiji –označava oduzimanje ugljika),[7] a homosteroidi (homo- grč. homos = isto, jednako), ukazuje na dodavanje ugljika) su strukturna potklasa steroida koji su formirani biosintski. Prvi uključuju enzimske reakcije ekspanzije i kontrakcije prstena, a drugi se ostvaruju (biomimetski) ili (češće) zatvaranje prstenova acikličkih prekursora sa više (ili manje) prstenskih atoma od okvira roditeljskog steroida.[8] Kombinacije ovih prstenskia alteracija su poznate i u prirodi. Npr., Na primjer, ovce koje pasu kukuruz gutaju ciklopamin (na slici) i veratramin, iz dvije potporodice steroida koji su stegnuti /kontrahirani i prošireni, odnosno putem biosinteteze C- i D-prstenskih migracija originalnog C-13 atoma. Konzumacija ovih C-ni-D-homosteroida rezultate urođenom mahanom u jagnjadi: ciklopija od ciklopaminske deformacije nogu od veratramina.[9] Dalje, C-ni-D-homosteroid (nakiterpiosin) se izlučuje kod Okinawanskih cijanobakteriospužvi – Terpios hoshinota –što je dovelo do smrtnosti korala od crne koralne bolesti.[10] Nakiterpiosinski tip steroida je aktivan protiv [[signal||nog puta koji je uključen u glatkih i ježastih signalizacijskih proteina, put koji je hiperaktivan u velikom broju karcinoma.
Steroidi i njihovi metaboliti često funkcioniraju kao signalizacijska molekula (najznačajniji primjeri su steroidni hormoni), a steroidi i fosfolipidi su komponente ćelijskih membrane membrana . Steroidi kao što su holesterol smanjuju fluidnost membrana.[11]
Slično lipidima, steroidi su visoko koncentrirani izvori energije. Međutim, oni obično nisu obično izvorai energije; u sisara, oni se obično metaboliziraju i izlučuju.
Dvije klase lijekova slijede mevalonatni put: statini (koriste se za smanjenje povišene razine holesterola) i bisfosfonati (koristi se za liječenje velikog broja degenerativnih bolesti kostiju).
Stotine steroida koji su pronađeni u životinjama, gljivama i biljkama, izgrađeni suod lanosterolaa (kod životinja i gljiva, vidi primjere gore) ili cicloartenola (u biljkama). Lanosterol i ckloartenol proizlaze iz ciklizacije triterpenoida skvalena.[12]
Kod ljudi i drugih životinja biosinteza steroida prati mevalonatni put, koji koristi acetil-CoA kao blokove za dimetilalil pirofosfat (DMAPP) i izopentenil pirofosfat (IPP). U narednim koracima, DMAPP i IPP se pridruže i formiraju geranil pirofosfat (DKP), kojie spaja steroid lanosterol. Modifikacije lanosterola u druge steroide su klasificirane kao steroidogentske transformacije.
[[Datoteka:thumb|400px|centar|Dijagfram mevalonatnog puta Mevalonat ili HMG-CoA reduktaza, počinje sa acetil-CoA i završava dimetilalil pirofosfatom (DMAPP) i izopentenil pirofosfatom (IPP). DMAPP i IPP doniraju izoprenske jedinice, koje se sklapaju i modificiraju za formiranje terpena i izoprenoid a (veliki klase lipida, koji uključuju karotenoide i čine najveću klasu biljnih prirodnih proizvoda. Ovdje se izoprenske jedinice spajaju, da bi skvaleni reducirali set prstenova, kako bi nastao lanosterol. Lanosterol se onda može pretvoriti u druge steroide, kao što su holesterol i ergosterol.[13]
Steroidogeneza je biološki proces u kojem se steroidi generiraju od holesterola i mijenjaju u druge steroide. Metabolički putevi steroidogeneze se razlikuju među vrstama. Glavne klase steroidnih hormona, sa istaknutim članovima i primjerima srodnih funkcija, su:
Ljudska steroidogeneza se javlja na brojnim lokacijama:
Kod biljaka i bakterija nemevalonatni put, kao supstrat, koristi piruvat i gliceraldehid 3-pfosfat.[14]
Steroidi se prvenstveno oksidiraju putem enzima citokrom P450 oksidaza, kao što su CYP3A4. Ove reakcije u steroide uvode kisik , što omogućava da se holesterol razlaže drugim enzimom u žučne kiseline. Ove kiseline se onda iz jetre mogu otkloniti sekrecijom u žuč Izraz oksidaznog gena može bit povišeno ispoljen preko steroidnog senzora PXR kada postoji velika koncentracija steroida u krvi. Steroidni hormoni kojima nedostaje bočni lanac holesterola i žučne kiseline, obično se hidroksiliziraju na raznim pozicijama prstena ili oksidira na 17. mjestu, konjugiranih sistema sa sulfatom ili se sa glukuronskom kiselinom izlučuje u urinu.[15]
Određivanje strukture se odnosi na metode za određivanje hemijske strukture izoliranog čistog steroida, koristeći se razvojem niza kemijskih i fizičkih metoda. koji uključuju NMR i kristalografiju malih molekula.[16]
Katabolizam bočnih lanace fitosterola kod mikroorganizam daje C-19 steroide, preteče većine steroidnih hormona, ili C-22 steroide (prekursore adrenokortikalnih hormona)).[17]
Hemijska konverzija sapogenina u steroide, npr, preko Markerove degradacije je metod parcijalne sinteze koja je bila dugo-zasnovana alternativa mikrobnoj transformaciji fitosterola u steroide, poduprta naporima firme „Syntex“ u suradnji sa meksičkom „Barbasco“ trgovinom (berba i marketing velikih gomolja samoniklog bilja, npr. jama) za proizvodnju ranih sintetskih steroida.[18]
Jedan broj Nobelovih nagrada dobijene su za istraživanja steroida, uključujući:
|name-list-format=
zanemaren (prijedlog zamjene: |name-list-style=
) (pomoć)
|name-list-format=
zanemaren (prijedlog zamjene: |name-list-style=
) (pomoć)
|name-list-format=
zanemaren (prijedlog zamjene: |name-list-style=
) (pomoć); Upotreblja se zastarjeli parametar |chapterurl=
(pomoć)