Синтез стероидных гормонов — Синтез стероидных гормонов

Синтез стероидных гормонов

Синтез стероидных гормонов

Название работы: Синтез стероидных гормонов

Предметная область: Биология и генетика

Описание: Биосинтез стероидных гормонов идет из холестерина. Этапы синтеза стероидных гормонов. Образование ключевого предшественника гормонов прегненолона покидающего митохондрии.

Дата добавления: 2013-08-09

Размер файла: 52.5 KB

Работу скачали: 12 чел.

1. Синтез стероидных гормонов.

Биосинтез стероидных гормонов идет из холестерина. Холестерин синтезируется из ацетил-КоА.

Большая часть холестерина в эндокринных клетках содержится в составе липидных капель, локализированных в цитоплазме, в форме эфиров с жирными кислотами.

Этапы синтеза стероидных гормонов.

1. Вначале происходит освобождение холестерина из липидных капель и переход его в митохондрии, где неэстерифицированный холестерин образует комплексы с белками внутренней митохондриальной ммбраны.
2. Образование ключевого предшественника гормонов – прегненолона, покидающего митохондрии.
3. Образование прогестерона. Процесс идет в микросомах клетки.

Из прогестерона образуются 2 ветви: кортикостероиды и андрогены. Кортикостероиды дают минералокортикоиды и глюкокортикоиды, а андрогены дают начало эстрогенам.

Транспорт гормонов.

Гормоны циркулируют в крови в нескольких формах:

1. В свободном виде (в виде водного раствора)
2. В форме комплексов со специфическими белками плазмы
3. В форме неспецифических комплексов с плазменными белками
4. В форме неспецифических комплексов с форменными элементами крови.

Этот механизм связывания гормонов обеспечивает стабильный уровень гормонов и механизм депонирования гормонов, что ограничивает поступление гормонов из крови в ткани.

Специфические транспортные белки плазмы крови.

1. Транскортин, или кортикостероидсвязывающий глобулин (КСГ).
2. Секс-стероидсвязывающий глобулин (ССГ).
3. Тироксинсвязывающий глобулин (ТСГ).
4. Инсулинсвязывающий белок.

Неспецифические белки.

1. Орозомукоид – связывает различные стероидные гормоны.
2. Сывороточный альбумин – различные гормоны.
3. Трансферин
4. Трипсин
5. -глобулины

Физиологическая роль связывания гормонов в крови.

Комплексирование гормонов с белками крови, и прежде всего специфическими, играет буферно-резервирующую роль по отношению к гормонам, регулируя поступление их из крови в ткани.

Особое значение приобретает специфическое связывание гормонов при беременности, когда концентрация гормонов увеличивается в несколько раз. В этих условиях связывание гормонов выполняет защитную функцию, предохраняя организм матери и плода от избытка гормонов и поддерживая оптимальный гормональный баланс в системе мать-плод. Белки, связывающие гормоны, ограничивают движение гормонов через плаценту.

Предполагается, что некоторые формы патологии эндокринной системы могут быть первично обусловлены нарушениями в связывании гормонов специфическими транспортными белками. Некоторые формы гиперкортицизма (избыток свободных глюкокортикоидов вследствие пониженной концентрации транскортина), диабета (повышенное связывание инсулина специфическими белками).

Стероидные гормоны

Понятие и синтез

Cтероидные гормоны — это жирорастворимые (липидные) гормоны, являющиеся по структуре стероидами, но способные проникать через клеточную мембрану и избирательно взаимодействуя со специфическими ядерными рецепторами вызывать изменения в генетическом аппарате клетки, то есть осуществляющие гормональную регуляцию в организме человека.

Выделяют четыре наиболее общие группы стероидных гормонов: минералкортикоиды, глюкокортикоиды, андрогены и эстрогены.

Основными представителями этих каждой из этих групп являются альдостерон, кортизол, тестостерон и эстрадиол соответственно.

Кроме того, выделяют группу прогестагенов, основным представителем которой является прогестерон.

Дополнительно разделяют стероидные гормоны из этих пяти групп на две условные группы: половые гормоны (прогестагены, андрогены и эстрогены) и кортикостероиды (минералкортикоиды и глюкортикоиды).

Синтез различных стероидных гормонов из холестерина осуществляется последовательными ферментативными реакциями. Основной путь стероидогенеза, приводящий к образованию минералокортикоидов, глюкокортикоидов, андрогенов и эстрогенов, представлен на приведенном рисунке. Первая стадия на пути превращения холестерина в прегненолон является реакцией, которая происходит во всех стероид-продуцирующих тканях. Эта стадия, лимитирует скорость синтеза стероидных гормонов. Последующие ферментативные реакции стероидогенеза происходят только в определенных тканях.

В организме человека не существует никакого механизма, способствующего накоплению стероидных гормонов в клетках. Только гормональный предшественник в форме эфиров холестерина накапливается в стероид-продуцирующих клетках в значительных количествах. Синтезированные же в них стероидные гормоны быстро попадают через клеточную мембрану в кровяное русло, и, осуществляя свою гормональную регуляцию, постепенно выводятся из организма (в активной форме стероидные гормоны имеют относительно малый период полувывода).

Регуляция синтеза стероидных гормонов осуществляется с помощью пептидных гормонов вырабатываемых гипоталамусом и гипофизом. Кортикотропин, вырабатываемый гипофизом, стимулирует секрецию кортикостероидов (минералкортикоидов и глюкокортикоидов). Гонадотропины (фоллитропин и лютеотропин), вырабатываемые передней долей гипофиза, стимулируют синтез андрогенов и эстрогенов. В свою очередь, гонадолиберин, вырабатываемый гипотоламусом контролирует синтез и освобождение гипофизных гонадотропинов.

Выработка пептидных гормонов гипоталамусом и гипофизом зависит от концентрации контролируемых гормонов в крови и регулируется по принципу обратной связи. Попадание в организм экзогенных стероидных гормонов со скоростью, превышающей скорость синтеза соответствующих эндогенных стероидных гормонов, практически полностью подавляет выработку стимулирующих пептидных гормонов, что приводит к подавлению механизмов синтеза соответствующих эндогенных гормонов, и в результате нарушается общий гормональный баланс в организме.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Синтез — стероидный гормон

Синтез стероидных гормонов происходит по следующей схеме. Свободный холестерин переносится в митохондрии, где из него образуется прегненолон, который попадает в эндоплазматическую сеть. Все дальнейшие реакции идут в эн-доплазматической сети и цитоплазме с использованием метаболитов обмена углеводов и липидов. [1]

Синтез стероидных гормонов стимулируется в Коре надпочечников кортикотропином, а в половых железах — лютропином. Эти тропные гормоны аденогипофиза регулируют транспорт эфиров холестерина в клетку; активность холестеролэстеразы; митохондриаль-ные ферменты превращения холестерина в прегненолон; процессы катаболизма углеводов и липидов, обеспечивающие стероидогенез энергией и пластическим материалом. [2]

Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормонов свидетельствуют о существенной роли аденилатциклазной системы. Последний активирует протеинкиназу, которая в свою очередь с участием АТФ осуществляет фосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина в свободный холестерин, который поступает в митохондрии надпочечников, где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестерина в кортикостероиды. [3]

Расщепление Бар-бье — Виланда широко используется в синтезе стероидных гормонов . Изучал ( с 1921) алкалоиды группы лобелина, для которых предложил формулы. [4]

Холестерин широко применяют в качестве исходного сырья для синтеза стероидных гормонов . [5]

Применяются в настоящее время как исходное сырье для синтеза стероидных гормонов и андрогенов; С. [6]

Некоторые из полученных таким образом стерймов являются ценными исходными веществами для синтезов стероидных гормонов . [7]

Некоторые из полученных таким образом стершюв являются цепными исходными веществами для синтезов стероидных гормонов . [8]

Вторую группу гидролизуемых производных составляют сердечные-гликозиды и сапонины, являющиеся одним из видов природного сырья для синтеза стероидных гормонов . [9]

Конденсации диена ( LXXIVj с циклическими диенофилами, содержащими пятичленное кольцо, не могут служить для синтеза природных стероидных гормонов по двум причинам. Прежде всего, несимметричность таких диенофилов приводит к образованию смеси структурных изомеров, в которой обладающий — природным строением изомер с кетогруппой в положении 17 находится в меньшем количестве. Кроме того, этот изомер, на основании общих закономерностей протекания диенового синтеза, должен обладать устойчивым цыс-сочленением гидринда-новой системы колец С и D, изомеризация которой в природную систему с транс-сочленением колец представляется весьма затруднительной. Отсюда следует сделать вывод, что для успешного синтеза природных стероидных гормонов по этой схеме необходимо, во-первых, использовать симметричные диенофилы, что позволит избежать неблагоприятной в данном случае структурной направленности. Во-вторых, диенофилы должны иметь шестичленное кольцо, поскольку образующаяся при этом цис-це-калиновая система колец С и D легко может изомеризоваться в более устойчивую систему г / оанс-декалина, обладающую природной конфигурацией. Интересные синтетические возмож -; ности открывает также использование дигидроп иизводного. [10]

Не менее выразительный пример первостепенной роли синтеза в разви-ки теоретических представлений может быть найден в истории полного и астичного синтез стероидных гормонов и их аналогов. Исследователи, бегавшие в этой области в 1930 — 40 — х годах, встретились с рядом неожи — ( вниых проблем как при построении углеродного скелета, так и при осуще-явпении некоторых иногда вполне тривиальных превращений, таких, как цмюоединение по связи СС или С0, раскрытие оксиранового цикла или цже превращение спиртов в соответствующие галогенопроизводные. Потребности синтеза не только заставили химиков разработать альтернативные втоды, позволявшие осуществлять такие превращения, но и побудили об-ититъся к изучению причин наблюдаемых аномалий. Именно благодаря глубокому анализу особенностей реакционной спо — Юбности функциональных групп в конформационно закрепленных систе — OR ( а к таким системам относится тетрациклический остов стероидов) и Двнось сформулировать основные понятия современного конформацион-юго анализа. Напомним, что еще в 1890 г. Заксе [ 32а ] предположил, что цик-вгексан не является плоской молекулой и сделач вывод о том, что все мо-воамещенные производные циклогексана могут существовать по крайней нвре в виде двух модификаций. Поскольку в то время не имелось никаких сспериментальных данных в пользу этого, вообще говоря, вполне разумно-иредположения ( вспомним, хотя бы тот факт, что к этому моменту тетра — Щрическая модель атома углерода Вант-Гоффа и Ле Беля уже была общепри-ятой), о нем никто особенно и не вспоминал в последующие 60 лет, хотя за Время появился ряд теоретических и физико-химических исследований, вццетелъствовавших о правомерности подобного рассмотрения. [11]

Не менее выразительный пример первостепенной роли синтеза в разви-ши теоретических представлений может быть найден в истории полного и чиличного синтез стероидных гормонов и их аналогов. Исследователи, работавшие в этой области в 1930 — 40 — х годах, встретились с рядом неожиданных проблем как при построении углеродного скелета, так и при осуще-пвпении некоторых иногда вполне тривиальных превращений, таких, как присоединение по связи СС или СО, раскрытие оксиранового цикла или даже превращение спиртов в соответствующие галогенопроизводные. Потребности синтеза не только заставили химиков разработать альтернативные методы, позволявшие осуществлять такие превращения, но и побудили обратиться к изучению причин наблюдаемых аномалий. Именно благодаря глубокому анализу особенностей реакционной способности функциональных групп в конформационно закрепленных системе ( а к таким системам относится тетрациклический остов стероидов) и удалось сформулировать основные понятия современного конформацион-ного анализа. Напомним, что еще в 1890 г. Заксе [ 32а ] предположил, что цик — Явгексан не является плоской молекулой и сделал вывод о том, что все мо-рвзамещенные производные циклогексана могут существовать по крайней мере в виде двух модификаций. Поскольку в то время не имелось никаких зйсеперименталъных данных в пользу этого, вообще говоря, вполне разумно-даиредположения ( вспомним, хотя бы тот факт, что к этому моменту тетра-ввфическая модель атома углерода Вант-Гоффа и Ле Беля уже была общепринятой), о нем никто особенно и не вспоминал в последующие 60 лет, хотя за ЯЛ Время появился ряд теоретических и физико-химических исследований, ивДетельствовавших о правомерности подобного рассмотрения. [12]

Часть синтезированного в печени холестерина выделяется из организма вместе с желчью, другая часть превращается в желчные кислоты и используется в других органах для синтеза стероидных гормонов и иных соединений. [13]

В 60 — е годы в СССР, прежде всего в И нституте химии природных соединений АН СССР, проводятся потупившие мировое признание работы по синтезу стероидных гормонов и антибиотиков, включая полный синтез тетрациклина, крупные исследования по химии углеводов, липидов и пептидов. Советская наука завоевывает признанный приоритет в биоорганической химии мембран. [14]

В настоящее время стероидные алкалоиды рода паслена ( Solarium) — соласодин, томатидин и др. — привлекают большое внимание в связи с возможностью использования их для синтеза стероидных гормонов . Для количественного определения гликоалкалоидов в растениях рода паслена после препаративного их выделения применяют весовой метод. [15]