Кіріспе

β-ситостерол (бета-ситостерол) – холестеролге ұқсас химиялық құрылымы бар бірнеше фитостеролдың (өсімдік стеролдарының) бірі. Ол ерекше иісі бар ақ, балауыз тәрізді ұнтақ және E499 тағамдық қоспасының құрамына кіреді. Фитостеролдар судан қашқын және спирттерде жақсы ериді.

Табиғи құбылыстар мен азық-түлік

β-ситостерол өсімдіктер әлемінде кеңінен таралған. Ол өсімдік майларында, жаңғақтарда, авокадода және салатқа қосылатын сияқты дайындалған тағамдарда кездеседі. Олавиус альгарвенсис, теңіз шұбалшығының бір түрі, холестериннің орнына өз жасуша мембраналарына көбінесе ситостеролды қосады, бірақ холестерин де осы мембраналарда болады.

Адамдарды зерттеу

β-ситостеролдың ең жақсы простата гиперплазиясын (ЕЖПГ) және қан холестеринінің деңгейін төмендету әлеуеті зерттелуде.

Генетикалық ауру

Өсімдік стеролдары көбінесе пайдалы болғанымен, фитостеролемия деп аталатын сирек кездесетін аутосомалық рецессивті генетикалық ауру бар, ол фитостерольдердің артық сіңуіне себеп болады.

Анаболик стероид болденонның прекурсоры

Стерид болғандықтан, β-ситостерол анаболикалық стероид болденонның алғашқы заттарының бірі болып табылады. Болденон ундециленаты көбінесе ветеринариялық медицинада ірі қара малдың өсуін күшейту үшін қолданылады, бірақ ол спортта ең көп қолданылатын анаболикалық стероидтардың бірі болып табылады. Осыған байланысты, болденон ундециленатынан оң сынақ нәтижесі көрсеткен кейбір спортшылардың өзі осы гормонды қолданбағанын емес, β-ситостеролге бай тағамдарды тұтынғанын күдік тудырды.

Химиялық инженерия

Ситостеролды химиялық аралық зат ретінде қолдану көп жылдар бойы оның қабырға тізбегінде химиялық әрекет етуге болатын нүкте болмауына байланысты шектелген еді. Көптеген зертханалардың тырақаламай жасаған еңбегі нәтижесінде, осы өзгерісті тиімді жүзеге асыратын псевдомонас микробы табылды. Ферментация 17-ші көміртегідегі бүкіл алифалық қабырға тізбегін ыдыратып, дегидроэпиандростеронды қоса алғанда, 17 кето өнімдерінің қоспасын береді.

Синтез

β-ситостеролдың толық синтезі әлі қол жеткізілмеген. Дегенмен, β-ситостерол стигмастеролдан синтезделді, бұл стигмастеролдың тізбегінің нақты гидрогенизациясын қамтиды. Синтездің алғашқы қадамында стигмастерол 1 (95% тазалықта) p TsCl, DMAP және пиридин (90% өнімділік) қолданылып стигмастерол тосилаты 2 түзіледі. Тосилат 2 пиридин және сусыз MeOH-мен өңделгенде сольволизден өтеді, нәтижесінде 5:1 қатынаста стигмастерол метил эфирі 3 (74% өнімділік) және стигмастерол метил эфирі 4 пайда болады, содан кейін хроматография арқылы алынады. Бұрынғыда ұсынылған синтездің гидрогенизация кезеңінде Pd/C катализаторы және этилацетат еріткіші қолданылған. Бірақ гидролиз кезінде изомерлену болғандықтан, PtO2 сияқты басқа катализаторлар мен этанол сияқты еріткіштер де сынақтан өтті. Катализаторды ауыстыру нәтижесінде айтарлықтай өзгеріс болған жоқ. Алайда, этанол изомерленуді және белгісіз қоспаның түзілуін болдырмады, соның арқасында 5-қосылысы алынды. Синтездің соңғы қадамы – 5-қосылысының β сақиналық екі байланысын p TsOH, сулы диоксан және жылу (80 °C) көмегімен депротекциялау арқылы β-ситостерол 6-ны алу. Соңғы екі қадамның жалпы өнімділігі 55%-ды, ал синтездің жалпы өнімділігі 37%-ды құрады.

Биосинтез

Стериндердің және кейбір липидтердің биосинтезінің реттелуі мембраналық биогенез кезінде жүреді. 13C белгілеу үлгілері арқылы мевалонат және дезоксиксиллюлоза жолдарының β-ситостеролдың қалыптасуына қатысы бар екені анықталды. β-ситостеролдың түзілу механизмі организмге байланысты әртүрлі, бірақ көбінесе циклоартенолдан басталады. Циклоартенолдың биосинтезі бір молекула изопентенил дифосфатынан (IPP) және екі молекула диметилаллил дифосфатынан (DMAPP) фарнезил дифосфатын (FPP) құрады. Содан кейін екі молекула FPP бір-біріне тізбек-тізбек қосылып, тритерпен – скваленді береді. Сквален, 2,3 оксидосквален 6 аралық зат ретінде циклоартенолды құратын циклдендіру реакциясынан өтеді. Циклоартенолдың қос байланысы (сызбада 7-құрамы) SAM-мен метилденіп, гидридтік орын ауыстыруға ұшырайтын карбокатионды құрайды және метилендік бүйір тізбегі бар қосылысты алу үшін протонды жоғалтады. Бұл екі қадамды стерол С24 метилтрансфераза (сызбада E1 қадамы) катализдейді. 8-қосылыс стерол С4 деметилазасы (E2) арқылы катализденеді және метил тобын жоғалтып, циклоэукаленолға айналады. Одан кейін циклопропан сақинасы циклоэукаленол циклоизомеразасымен (E3) ашылып, 10-ды құрайды. 10-қосылыс метил тобын жоғалтады және грамистерол 11-ді қалыптастыру үшін аллильді изомерленуден өтеді. Бұл қадамды стерол С14 деметилазасы (E4), стерол Δ14 редуктазасы (E5) және стерол Δ8 Δ7 изомеразасы (E6) катализдейді. Соңғы метил тобы стерол деметилазасы (E7) арқылы алынып, эпистерол 12-ні құрайды. Эпистерол 12 SAM-мен метилденіп, екінші карбокатион пайда болады, ол 13-ті алу үшін протонды жоғалтады. Бұл қадамды 24 метиленэстерол С метилтрансфераза (E8) катализдейді. 13-қосылыс NADPH арқылы тотығуға ұшырайды және β-сақинада өзгерістерге түсіп, β-ситостеролға айналады. Кейбір жануарларда фитостерол синтезі үшін балама жол сипатталған, ондағы негізгі фермент – стеролметилтрансфераза (SMT).