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化学において、de novo合成(ラテン語の 「新しいものから」に由来) とは、部分的な分解後のリサイクルとは対照的に、糖やアミノ酸などの単純な分子から複雑な分子を合成することです。たとえば、ヌクレオチドは、ギ酸やアスパラギン酸などの小さな前駆体分子から構築できるため、食事には必要ありません。 一方、メチオニンは、ホモシステインに分解されてから再生することはできますが、 de novo で合成することはできないため、食事に必要です。
ヌクレオチド
ヌクレオチドのde novo経路では、遊離塩基は使用されません：アデニン（Aと略記）、グアニン（G）、シトシン（C）、チミン（T）、またはウラシル（U）。プリン環は、一度に1つまたは数個の原子で構成され、プロセス全体を通してリボースに結合します。 [1]ピリミジン環はオロト酸として合成され、リボースリン酸に結合し、後に一般的なピリミジンヌクレオチドに変換されます。
コレステロール
コレステロールは動物 細胞膜の必須構造成分である。コレステロールはステロイドホルモン、胆汁酸[2]、ビタミンDの生合成の前駆体としても機能する。哺乳類では、コレステロールは食物源から吸収されるか、または新たに合成される。新規コレステロール合成の最大70～80%は肝臓で起こり、新規コレステロール合成の約10%は小腸で起こる。[3]癌細胞は細胞膜にコレステロールを必要とするため、癌細胞にはアセチルCoAから新規コレステロールを合成するための酵素が多数含まれている。[3]
脂肪酸（新たに脂肪生成）
デノボ 脂肪生成（DNL）は、循環血液中の過剰な炭水化物[4]が脂肪酸に変換され、それがさらにトリグリセリドや他の脂質に変換されるプロセスです。[5] 酢酸や一部のアミノ酸（特にロイシンとイソロイシン）もDNLの炭素源になります。[6]
通常、de novo脂肪生成は主に脂肪組織で起こります。しかし、肥満、インスリン抵抗性、または2型糖尿病の状態では、 de novo脂肪生成は脂肪組織（炭水化物応答性エレメント結合タンパク質（ChREBP）が主要な転写因子）で減少し、肝臓（ステロール調節エレメント結合タンパク質1（SREBP-1c）が主要な転写因子）で増加します。[5] ChREBPは通常、肝臓でグルコースによって活性化されます（インスリンとは無関係）。[7]肥満と高脂肪食は、脂肪組織の炭水化物応答性エレメント結合タンパク質のレベルを低下させます。[5]対照的に、高炭水化物食またはインスリン抵抗性による高血中インスリンレベルは、肝臓でのSREBP-1c発現を強く誘導します。[7]脂肪組織の新規脂肪生成の減少と、肥満とインスリン抵抗性による肝臓の新規脂肪生成の増加は、脂肪肝疾患につながります。
フルクトースの摂取は（グルコースとは対照的に）インスリン非依存的にSREBP-1cとChREBPの両方を活性化する。[8]グルコースは肝臓でグリコーゲンに変換されるが、フルクトースは肝臓での新規脂肪生成を必ず増加させ、グルコースよりも血漿トリグリセリドを上昇させる。[8]さらに、同量のグルコースまたはフルクトースで甘味付けした飲料を摂取すると、フルクトース飲料は血漿トリグリセリドの増加を大きく引き起こすだけでなく、腹部脂肪の増加も大きく引き起こす。[8]
DNLは非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）で上昇し、この疾患の特徴です。[9]健康な対照群と比較して、NAFLD患者のDNLは平均3.5倍増加します。[9]
脂肪酸の新規合成は、アセチルCoAカルボキシラーゼと脂肪酸合成酵素という2つの重要な酵素によって制御されています。[6]アセチルCoAカルボキシラーゼ酵素は、アセチルCoAにカルボキシル基を導入し、マロニルCoAに変換します。次に、脂肪酸合成酵素は、マロニルCoAを脂肪酸鎖に変換します。脂肪酸の新規合成は、食事が主な供給源であるため、ヒト細胞ではほとんど活性がありません。[10]したがって、血清脂質の恒常性にはあまり寄与しないと考えられています。[4]マウスでは、低温にさらされるとWATでのFAの 新規合成が増加します。これは、血流中のTAGレベルの維持と、長時間の低温暴露中の熱産生のためのFAの供給に重要である可能性があります。[11]
DNA
デノボ DNA合成とは、天然の前駆体テンプレートDNA配列の組み立てや修正ではなく、DNAの合成を指します。 [ 12]最初のオリゴヌクレオチド合成に続いて人工遺伝子合成が行われ、最後にクローニング、エラー修正、検証のプロセスが行われます。このプロセスでは、遺伝子を大腸菌または酵母のプラスミドにクローニングすることがよくあります。[12]
プライマーゼはRNA ポリメラーゼであり、複製を待つ既存の鎖にプライマーを追加できます。DNA ポリメラーゼはプライマーを追加できないため、プライマーを新たに追加するにはプライマーゼが必要です。
参考文献
- ^ Ali, Eunus S.; Sahu, Umakant; Villa, Elodie; O'Hara, Brendan P.; Gao, Peng; Beaudet, Cynthia; Wood, Antony W.; Asara, John M.; Ben-Sahra, Issam (2020年6月1日). 「ERK2はPFASをリン酸化し、De Novoプリン合成の翻訳後制御を仲介する」。分子細胞。78 ( 6 ) : 1178–1191.e6。doi : 10.1016 /j.molcel.2020.05.001。ISSN 1097-2765。PMC 7306006。PMID 32485148。
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- ^ ab Yang J、Wang L、Jia R ( 2020 )。「癌におけるde novoコレステロール合成酵素の役割」。Journal of Cancer。11 ( 7): 1761–1767。doi :10.7150/jca.38598。PMC 7052851。PMID 32194787。
- ^ ab Ameer, Fatima; Scandiuzzi, Lisa. 「健康と疾患における De novo 脂質生成」。NCBI。電子出版。 2014年4月12日閲覧。
- ^ abc Song Z、 Xiaoli AM 、 Yang F (2018)。「脂肪組織におけるDe Novo脂肪生成の調節と代謝的意義」。栄養素。10 ( 10): E1383。doi : 10.3390/ nu10101383。PMC 6213738。PMID 30274245。
- ^ ab Wallace M、Metallo CM (2020)。「肝臓と脂肪組織における de novo 脂肪生成の洞察を追跡」。細胞および発生生物学セミナー。41 (1 ) : 65–71。doi : 10.1016 /j.semcdb.2020.02.012。PMID 32201132。S2CID 214617840 。
- ^ ab Xu X, So JS, Park JG, Lee AH (2013). 「SREBPとChREBPによる肝臓脂質代謝の転写制御」。肝臓病セミナー。33 (4): 301–311。doi : 10.1055 / s - 0033-1358523。PMC 4035704。PMID 24222088。
- ^ abc Herman MA、Samuel VT (2016)。 「代謝 の終焉への甘い道：フルクトースと脂質合成」。内分泌学と代謝の動向。27 (10): 719–730。doi :10.1016 / j.tem.2016.06.005。PMC 5035631。PMID 27387598。
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- ^ Flachs, P; Adamcova, K; Zouhar, P; Marques, C; Janovska, P; Viegas, I; Jones, JG; Bardova, K; Svobodova, M; Hansikova, J; Kuda, O (2017 年 3 月)。「マウスの寒冷曝露による白色脂肪の脂肪生成の誘導: 痩せ表現型との関連」。International Journal of Obesity。41 ( 3): 372–380。doi :10.1038 / ijo.2016.228。ISSN 0307-0565。PMID 28008171。S2CID 4111899 。
- ^ ab Kosuri S, Church GM (2014). 「大規模 de novo DNA 合成: 技術とアプリケーション」. Nature Methods . 11 (5): 499–507. doi : 10.1038/nmeth.2918. PMC 7098426. PMID 24781323.
さらに読む
- ハーパーズ・イラストレイテッド・バイオケミストリー、第 26 版 - ロバート K. マレー、ダリル K. グラナー、ピーター A. メイズ、ビクター W. ロドウェル
- レーニンガー生化学原理、第 4 版 - デビッド L. ネルソン、マイケル M. コックス
- 生化学 第 5 版 - Jeremy M. Berg、John L. Tymoczko、Lubert Stryer
- 生化学 - ギャレットとグリシャム第2版
- 生化学、第2版、レイギナルドとチャールズ・グリシャム著
- ジョン・T・ムーア博士とリチャード・ラングレー博士による初心者のための生化学
- Stryer L (2007). 生化学。第 6 版。WH Freeman and Company。ニューヨーク。米国
外部リンク
- プリンとピリミジンの代謝
- プリンヌクレオチドの新規合成