コレステロール体内にさまざまな生理作用を及ぼしますが、過剰になると高コレステロール血症を引き起こしたり、身体に悪影響を及ぼすことがあります。 最新の研究では、アテローム性動脈硬化症、静脈血栓症、胆石症が高コレステロール血症と密接に関連していることがわかっています。 単にコレステロールが高いだけの場合は、食事制限が最善の方法です。 高血圧を伴う場合は、医師から高血圧と診断された場合に限り、血圧を監視し、降圧薬を使用するのが最善です。 高コレステロール血症は動脈硬化の非常に重要な原因となりますので、注意してください。
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自然界のコレステロールは主に動物性食品に含まれており、いくつかの植物にはコレステロールが含まれており、ほとんどの植物にはコレステロールに構造的に類似した物質である植物ステロールが含まれています。 植物ステロールにはアテローム生成作用はありません。 腸粘膜では、植物ステロール (特にシトステロール) がコレステロールの吸収を競合的に阻害します。 参考までに、一般的な実験室での合成方法を以下に示します。
方法 1:
コレステロール合成のプロセスは比較的複雑で、30 近くの反応ステップがあり、プロセス全体は 3 つの段階に分けることができます。
1.3-軽い3-メチルグルタルアルデヒド COA (HMGCOA) の生成
細胞質では、3 分子のエチレン グリコール COA がチオリーゼと HMGCOA シンターゼによって触媒されて HMGCOA が生成されます。これはケトン体形成と同じメカニズムです。 ただし、細胞内局在は異なり、このプロセスは細胞質で発生しますが、ケトン体の生成は肝細胞のミトコンドリアで発生します。 したがって、肝細胞には上記の反応をそれぞれ行う 2 セットのアイソザイムが存在します。
2. メバロン酸（MVA）の生成
HMGCOA レダクターゼの触媒作用により、HMGCoA は 2 分子の NADPH+H+ を消費してメチオレイン酸 (MVA) を形成します。
このプロセスは不可逆的であり、HMG CoA レダクターゼはコレステロール合成の律速酵素です。
3. コレステロールの生成
MVA はリン酸化、脱タンパク質、脱アルキル化、縮合を受けて 30C を含むスクアレンを生成し、これが小胞体シクラーゼとオキシゲナーゼによって触媒されてラノリン ステロールが生成されます。 後者は酸化還元などの複数の反応を受け、最終的に 3 つの C を失い、27C コレステロールが合成されます。
方法 2:
アセチルCoAとパルミチン酸を原料とするケトグルタル酸経路によるコレステロールの合成過程は、大きく以下のステップに分けられます。
1. アセチル CoA とパルミチン酸は、アセチル CoA チオリ酵素の作用によりアセチル CoA に凝縮されます。 この反応はチオール分解反応であり、生成物アセチルアセチル CoA は 5 員環化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
CHの3CO-CoA+CH2(COOHさん)CHの2CHの2CHの2CHの3→CH3CO-CoA+CH3ココア
2. アセチルアセチルCoAは、HMG-CoAシンターゼの触媒作用によりトリホスホグリセリン酸と反応してHMG-CoAを生成します。 この反応は縮合反応であり、生成物HMG-CoAは六員環化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
CHの3CO-CoA+H2O → HMG-CoA + CH3コー
3. HMG-CoA リアーゼの作用により、HMG-CoA はメバロン酸に切断されます。 この反応は分解反応であり、生成物であるメバロン酸は 5 員環化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
HMG-CoA → CH2=CH (CH2) 3チョー+コ2
4. メバロン酸キナーゼの作用により、メバロン酸は ATP と反応してメバロン酸ピロリン酸を生成します。 この反応はリン酸化反応であり、生成物メバロン酸ピロリン酸は高エネルギー化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
CHの2=CH(CH2)3チョー+C3H7ClNの2O2S→CH2=CH (CH2) 3OPP+C10H15N5O10P2
5. スクアレン シクラーゼの作用により、メチルヒドロキシ吉草酸ピロリン酸が環化してスクアレンを形成します。 この反応は環化反応であり、生成物であるスクアレンは 7 員環化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
CHの2=CH (CH2)3OPP → (CH2)5C=O
6. スクアレン還元酵素の作用により、スクアレンは NADPH+H+ と反応してコレステロールを生成します。 この反応は還元反応であり、生成物コレステロールは六員環化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
(チャンネル2)5C=O+NADPH + H+→CH2OH-(チョー)4-COOH(クー)
方法 3:
イソペンテンピロリン酸からスクアレン環を経てコレステロールが合成される過程は、大きく以下のステップに分けられます。
1. イソペンテンピロリン酸は、スクアレン合成酵素の触媒作用を受けて ATP と反応して、スクアレンピロリン酸を生成します。 この反応はリン酸化反応であり、生成物であるスクアレンピロリン酸は高エネルギー化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
C5H8O4P + C3H7ClNの2O2S → C5H8O4P + C10H15N5O10P2 + C3H7N
2. スクアレンピロリン酸は、スクアレンピロリン酸還元酵素の作用により NADPH+H+ と反応してスクアレンを生成します。 この反応は還元反応であり、生成物であるスクアレンは 7 員環化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
C5H8O4P-C10H15N5O10P2+ NADPH + H+→ C5H8O + NADP+ + C3H7N
3. スクアレンシクラーゼの作用により、スクアレンが環化してコレステロールが生成されます。 この反応は環化反応であり、生成物コレステロールは 6 員環状化合物です。 このステップの化学式は次のとおりです。
C5H8O + NADP+→CH2OH-(チョー)4-COOH + NADPH + H+ + C3H7N
コレステロールの構造は、1930 年にはすでに決定されていました。1941 年に、デビッド リッテンバーグとコンラードブロッホは、重水素で標識された酢酸がラットとマウスのコレステロールの前駆体であることを発見しました。 その後、アカパンカビのステロールであるエルゴステロールの炭素骨格はすべて酢酸に由来することが発見されました。 1949 年、J. Bonner と B. Arreguin は、3 つの酢酸分子が結合して、イソプレンとして知られる単純な 5 つの炭素単位を形成できることを確認しました。 彼らの発見は、コレステロールはイソプレンの重合によって形成されるスクアレンの環化生成物であると信じていたロバート・ロビンソンによる以前の予測と一致しています。 1952 年に、Bloch と RLangdon は、スクアレンが実際にコレステロールに変換できることを確認し、コレステロール生合成の経路を提案して確認しました。 1953 年に、ブロックと RB ウッドワードは環化のアイデアを提案しましたが、後に修正されました。 未知のイソプレン様中間体がメバロン酸であることが確認されたのは 1956 年になってからでした。 メバルプロ酸の発見により、コレステロール生合成における未解決の中間結合が特定されました。 それ以来、コレステロール生合成の経路と立体化学が詳細に解明されてきました。