Squalen Rolle bei der Triterpenoidsynthese

Squalen ist eine organische Verbindung. Es ist ein Triterpenoid mit der Summenformel C30H50. Es ist ein farbloses Öl, aber unreine Proben sind gelb. Es wurde ursprünglich aus Haifischleberöl gewonnen (daher der Name, da Katzenhai eine Haigattung ist). Schätzungsweise 12 Prozent des Squalens im menschlichen Körper sind im Talg enthalten. Squalen hat topische hautschmierende und schützende Wirkung. Die meisten Pflanzen, Pilze und Tiere produzieren Squalen als biochemischen Vorläufer für die Biosynthese von Sterinen, einschließlich Cholesterin und Steroidhormonen beim Menschen. Es ist auch ein Zwischenprodukt bei der Terpenoid-Biosynthese in vielen Bakterien. Squalen ist ein wichtiger Bestandteil einiger Impfstoff-Adjuvantien: Die Adjuvantien von Novartis und GlaxoSmithKline heißen MF59 bzw. AS03.

Rolle bei der Triterpenoidsynthese 

Squalen ist ein biochemischer Vorläufer von Steroiden und Hopanen. Bei Sterolen beginnt die Umwandlung von Squalen mit der Oxidation einer seiner terminalen Doppelbindungen (durch Squalenmonooxygenase), was zu 2,3-Oxysqualen führt. Anschließend erfolgt eine enzymatische Cyclisierung zur Herstellung von Lanosterin, das in mehreren Schritten, einschließlich der Entfernung von drei Methylgruppen und der Reduktion, in andere Steroide wie Cholesterin- und Ergosterin-Doppelbindungen verarbeitet werden kann einer Doppelbindung durch NADPH und Migration der anderen Doppelbindung. In vielen Pflanzen wird es in Stigmasterol umgewandelt und in vielen Pilzen ist es eine Vorstufe von Ergosterol. Biosynthesewege sind in vielen Bakterien [14] und den meisten Eukaryoten vorhanden, wurden jedoch in Archaeen nicht gefunden.

Produktion

Biosynthese :

Squalen wird biosynthetisiert, indem zwei Moleküle Farnesylpyrophosphat gekoppelt werden. Die Kondensation erfordert NADPH und Squalensynthase.

Squalenmonooxygenase:

Squalenmonooxygenase (auch bekannt als Squalenepoxidase) ist ein eukaryotisches Enzym, das NADPH und zweiatomigen Sauerstoff verwendet, um Squalen zu 2,3-Oxysqualen (Squalenepoxidase) zu oxidieren. Squalenepoxidase katalysiert den ersten oxidativen Schritt in der Sterolbiosynthese und gilt als eines der geschwindigkeitsbestimmenden Enzyme in diesem Weg. Beim Menschen ist Squalenepoxidase dies kodiert durch das SQLE-Gen. Einigen eukaryotischen Genomen fehlt das Gen, das für Squalenmonooxygenase kodiert, und stattdessen kodieren sie eine alternative Squalenepoxidase, um dieselbe Aufgabe auszuführen.

Mechanismus:

Eine typische Squalen-Monooxygenase ist eine Flavoprotein-Monooxygenase. Flavoprotein-Monooxygenasen bilden Flavinhydroperoxide am aktiven Zentrum des Enzyms und übertragen dann die terminalen Sauerstoffatome der Hydroperoxide auf das Substrat. Squalen-Monooxygenase unterscheidet sich von anderen Flavin-Monooxygenasen dadurch, dass der Sauerstoff als Epoxid und nicht als Hydroxylgruppe in das Substrat eingefügt wird. Dieses Enzym enthält lose gebundenes FAD-Flavin und erhält Elektronen von der NADPH-Cytochrom-P450-Reduktase, anstatt NADPH direkt zu binden. Die alternative Squalenepoxidase gehört zur Superfamilie der Fettsäurehydroxylasen und erhält Elektronen von Cytochrom b5.