Біосинтез стероїдних гормонів
Загальним попередником стероїдних гормонів є холестерин. Вуглецевий скелет холестерину включає 27 атомів вуглецю і складається з 4 конденсованих кілець. Четверте кільце має довгий бічний ланцюг. Існує загальноприйнята система найменування циклів і нумерації вуглецевих атомів в молекулах стероїдів.
Холестерин, необхідний для синтезу стероїдних гормонів, надходить з різних джерел в гормонсинтезуючі клітини залоз, а складі ліпопротеїнів низької щільності (ЛНП) або синтезується в клітинах з ацетил-СоА.
Надлишок холестерину відкладається в ліпідних краплях у вигляді ефірів жирних кислот. Запасний холестерин знову швидко мобілізується за рахунок гідролізу.
Ферментативні реакції. Окремі стадії біосинтезу стероїдних гормонів каталізуються високоспецифічними ферментами.
Ферментативні реакції поділяються на такі підтипи:
- Гидроксиліроування: a, f, g, h, i, k, I, p.
- Дегідрирування: b, d, m.
- Ізомеризація: с.
- Гідрування: про.
- Розщеплення: а, е, n.
- Ароматизація: q.
На схемі наведено біосинтез трьох стероїдів: холестерину (1), прогестерону (2) і ендростендіона (3;) проміжного продукту біосинтезу тестостерону), в якому беруть участь ферменти зазначених типів ферментативних реакцій.
Шлях біосинтезу. Біосинтез кожного гормону складається з безлічі послідовних ферментативних реакцій. Як приклад розглянемо біосинтез прогестерону (А).
Біосинтез починається з розщеплення бічного ланцюга холестерину між С-20 і С-22 (а). Стероидное з’єднання з укороченою бічним ланцюгом має назву прегненолон. Наступні стадії, окислення гідроксигрупи при С-3 (b) і зрушення подвійного зв’язку від С-5 до С-4 (с) призводять до утворення прогестерону.
Наведені на схемі стероїди об’єднані в підгрупи по числу вуглецевих атомів. Холестерин і кальцитріол є С27-стероїдами. З’єднання з укороченою на 6 атомів вуглецю бічним ланцюгом, прогестерон, кортизол і альдостерон, складають групу С21-стероїдів.
У ході біосинтезу тестостерон повністю втрачає бічний ланцюг і тому його відносять до С19-стероїдів. При біосинтезі естрадіолу на стадії утворення ароматичного циклу втрачається ангулярна метильна група і, отже, естрадіол є С18-стероїдів.
У процесі біосинтезу кальцитриол піддається фотохімічної реакції розкриття кільця В. Тому його відносять до «секостероїдам». Однак за своїми біохімічними властивостями він є типовим стероїдних гормоном.
Інактивація стероїдних гормонів
Процес ферментативної інактивації стероїдних гормонів відбувається в печінці. Молекули стероїдних гормонів піддаються відновленню або гідроксилування, а потім переводяться в кон’югати. Відновлення йде по оксогрупу і подвійного зв’язку кільця А.
Біосинтез кон’югатів полягає в утворенні сірчанокислих ефірів або глікозилювання глюкуроновою кислотою і призводить до водорозчинних сполук.
При інактивації стероїдних гормонів утворюються різноманітні похідні з істотно нижчою гормональною активністю. Слід зазначити, що організм ссавців позбавлений можливості руйнувати вуглецевий скелет молекул стероїдів.
Нарешті, стероїди виводяться з організму з сечею і частково з жовчю. Зміст стероїдів у сечі використовується як критерій при вивченні метаболізму стероїдів.