Реферат
Сутність іхімічна структура стероїдів
1. Загальна структура (будова) і синтез стероїдів
Стероїди мають виключно широкий діапазонбіологічної дії, що включає в себе поділ клітин, відновленняорганів і тканин, обмін речовин вуглеводний, жировий, захисні реакції організму- Імунна функція, ріст м'язових тканин, хімічні процеси в мембранахнервових клітин.
Стероїди можна розділити, по тому де вонисинтезуються, на три основні групи: гонадотропні, глюкокортикостероїди тамінералкортікоіди. Якщо з гонадотропними зрозуміло з їхньої назви, то,глюкокортикостероїди (наприклад кортизол) і мінералкортікоіди (наприкладальдостерон) синтезуються в корі надниркових залоз.
Стероїди також можна розділити на групи за їх функцій.:андрогени, естрогени, прогестогени, анаболічні стероїди та катаболики.Основні, які ми тут розглянемо - це андрогени та анаболічні стероїди.Андрогени сім'яників синтезуються клітинами Лейдіга в інтерстиціальної тканини: вцих клітинах міститься практично вся 3бетагідроксістероід-дегідрогеназсім'яників - фермент, що каталізує ключовий етап біосинтезу тестостерону,який має як анаболічні, так і андрогенні властивості.
Стероїди є жиророзчинними гормонами, які маютьтетрациклічні основу будови. Основа структури складається з чотирьохз'єднаних разом кілець: три ціклогесановие і одне ціклопентановое. Див нижче.
Як видно з малюнка, кільця А і D здатні довидозмінам, завдяки їх крайовій розташуванню. На наступному малюнкупоказана розстановка вуглецю в стероїдах, позиції 10 та 13 найбільш схильнірізних змін.
Процес синтезу стероїдів починається зі сквалену- Складної лінійної ароматичної молекули, структура показана нижче
Сквален (від лат. squalus -акула), ациклічний поліненасичений рідкий вуглеводень складу C30H50 з tкипіння 242С, розчинний у багатьох органічних розчинниках. Важливийпроміжний продукт у метаболізмі тритерпеноїдів і стероїдів; широкопоширений в тканинах тварин і рослин, а також у мікроорганізмів; впершевиділений з печінки акули. Біосінтезіруется з мевалонової кислоти,перетворюється в фарнезілпірофосфат; останній під дією скваленсінтетази(У присутності тіаміну) "димеризуется" в сквален. Ферментативнеперетворення сквалену в ланостерін і з нього в холестерин та ін стеринипочинається з аеробного окислення кінцевий подвійного зв'язку сквалену.
Цей процес циклізації сквалену, як вважають,є одним з більшості дивних і складних реакцій в органічнійхімії.
Холестерол
Холестерол служить напосредственно попередникомстатевих стероїдів, подібно до того, як він служить попередникомкортикостероїдів наднирників. Швидкість-лімітуючим етапом, як і внаднирниках, є відщеплення бічного ланцюга холестеролу. Перетворенняхолестеролу в прегненолон (гормон, що виділяється в матці, контролюючоюімплантацію яйця, і - попередник для андрогенів, естрогену, іглюкокортикоїдів) в наднирниках, яєчниках і насінниках відбувається ідентично.Однак у двох останніх тканинах реакція стимулюється не АКТГ, а ЛГ.
прегненолона
Всі функції стероїдів схожі на клітинному імолекулярному рівні. Оскільки стероїди жиророзчинні, вони легко можутьпроникати (дифундувати) через мембану клітини в цитоплазму, де шляхомприєднання до рецептора (белковаой структурі) формують всім відомийкомплекс рецептор-стерод. Далі в процесі димеризації (освіта димеру - подвоєноїмолекули в результаті реакції приєднання) два комплекси формують димер,який в свою чергу приєднується до ДНК клітини, сприяючи тим самимтранскрипції гена і білкового синтезу.
Цей процес представлений в діаграмі нижче.Вплив стероїдів на ген і синтез білка вельми складне і труднооб.Часто білок, що синтезується в результаті приєднання димеру до ДНК єрегулюючим і відповідає за активацію або придушення інших генів. Цевикликає свого роду ланцюгову реакцію. Крім цього, вплив стероїду на гензалежить від типу клітини, в якій йде приєднання. Тому фактичніприклади цих процесів не будуть представлені у статті.
Структура і перетворення деяких стероїдів
Перший стероїд, який ми розглянемо - цетестостерон, має найбільш просту структуру будови.
Тестостерон
Метаболічні перетворення тестостеронуздійснюються двома шляхами. Один шлях включає в себе окислення в 17-мположенні, інший - відновлення подвійного зв'язку кільця А і 3-кетогрупи.
В результаті першого шляху, функціонуючого підбагатьох тканинах, в тому числі і в печінці, утворюються 17-кетостероїди, як правило,позбавлені активності або володіють більш слабкою активністю, ніж вихіднез'єднання.
Другий шлях, менш ефективний, протікає головнимчином в тканинах-мішенях і веде до утворення активного метаболіту -дигідротестостерону (ДГТ) а також естрадіолу і андростандіола. Етіохоланолон іандростерон - це 5 бета-відновлені продукти андрогенів.
Таким чином, тестостерон можна розглядатияк прогормон з двох причин: по-перше, він перетворюється в більш активнуз'єднання дигідротестостерон і, по-друге, перетворення це відбувається головнимчином в тканинах, розташованих поза сім'яників. Невелика частина тестостерону ароматизується,утворюючи естрадіол.
Вільний тестостерон і тестостерон, пов'язаний зсироватковим альбуміном, легко проникають у клітини-мішені. Усередині клітинтестостерон може перетворюватися в дигідротестостерон і естрадіол. Основнекількість дигідротестостерону (близько 300 мкг/добу) утворюється в передміхуровійзалозі. Фізіологічна активність тестостерону і дигідротестостерону різна.Естрадіол синтезується з тестостерону за участю ароматази. У дорослоїчоловіки за добу утворюється близько 40 мкг естрадіолу, з них 10 мкг - в яєчках і30 мкг - поза яєчок.
Андростандіол, ще один високо активний андроген,також утворюється з тестостерону.
Головні 17-кетостероідние метаболіти тестостерону- Андростерон і етіхоланолон - коньюгіруют в печінці з глюкуронідом та сульфатомз утворенням водорозчинних екскретіруемих з'єднань. Кількісневизначення 17-кетостероїдів у сечі використовувалося раніше в якості тесту наандрогенної активність. Тепер, однак, встановлено, що цей показник слабовідображає гормональний статус in vivo.
Складні ефіри тестостерону
Складні ефіри тестостерону утворюються шляхомприєднання бокових ланцюгів атомів, що складаються з вуглецю (С), водню (Н) ікисню (О) до самої молекулі тестостерону, формуючи таким чином,тестостерон ципионат, тестостерон енантат, тестостерон пропіонат. Складні ефіринабагато повільніше вивільняються в русло крові, тому вони знижують можливістьстероїду розчинятися у воді, і навпаки збільшують його жиророзчинна.Приєднуючись до стероду, складний ефір робить його неактивним, і таким чином,перешкоджає його зв'язуванню з рецептором. Щоб відбулася його активація,фермент естераз (фермент класу гідролаз; каталізує реакції розщепленняефірного зв'язку) відщеплює складний ефір і відновлює водень для формуваннягідроксильної групи, приєднаної до С17. Як тільки молекула зновуконвертована в тестостерон, вона здатна з'єднатися з рецептором. Зазвичайскладні ефіри приєднуються до С17, хоча можуть бути пов'язані і з С3 в молекулітестостерону.
Тестостерон ципионат
У молекулі тестостерону ципионата, замістьводню в гідроксильної групі С17, до молекули тестостерону присоеденившихсябічний ланцюг, що складається з 8 атомів вуглецю, кільця циклопентану і однієїкарбонової групи (= О). Тестостерон ципионат входить до групи найбільш складнихефірів. Якщо порівнювати складні ефіри за їх молекуляр...
