Путь Шикимата

Биосинтетический путь

Путь шикимата ( путь шикимовой кислоты ) — это семиступенчатый метаболический путь, используемый бактериями , археями , грибами , водорослями , некоторыми простейшими и растениями для биосинтеза фолатов и ароматических аминокислот ( триптофана , фенилаланина и тирозина ). Этот путь не обнаружен у млекопитающих .

Пять ферментов, участвующих в шикиматном пути, — это 3-дегидрохинатадегидратаза , шикиматдегидрогеназа , шикиматкиназа , EPSP-синтаза и хоризматсинтаза . У бактерий и эукариот путь начинается с двух субстратов , фосфоенолпирувата и эритрозо-4-фосфата , которые обрабатываются DAHP-синтазой и 3-дегидрохинатасинтазой с образованием 3-дегидрохината . У архей 2-амино-3,7-дидезокси-D-трео-гепт-6-улозонатсинтаза конденсирует L-аспарагиновую-4-полуальдегид с сахаром с образованием 2-амино-3,7-дидезокси-D-трео-гепт-6-улозоната, который затем превращается 3-дегидрохинатасинтазой II в 3-дегидрохината. Оба пути заканчиваются хоризматом (хоризмовой кислотой ), субстратом для трех ароматических аминокислот. Пятым участвующим ферментом является шикиматкиназа , фермент, катализирующий АТФ -зависимое фосфорилирование шикимата с образованием шикимат-3-фосфата (показано на рисунке ниже). ^[1]^[2] Затем шикимат-3-фосфат соединяется с фосфоенолпируватом с образованием 5-енолпирувилшикимат-3-фосфата через фермент 5-енолпирувилшикимат-3-фосфат (EPSP)-синтазу . Глифосат, гербицидный ингредиент Roundup , является конкурентным ингибитором EPSP-синтазы, действуя как аналог переходного состояния, который более прочно связывается с комплексом EPSPS-S3P, чем PEP, и ингибирует шикиматный путь.

Затем 5-енолпирувилшикимат-3-фосфат преобразуется в хоризмат с помощью хоризматсинтазы .

Затем префеновая кислота синтезируется путем перегруппировки Кляйзена хоризмата с помощью хоризматмутазы . [ 3 ^]^[4]

Префенат подвергается окислительному декарбоксилированию с сохранением гидроксильной группы с образованием п- гидроксифенилпирувата , который трансаминируется с использованием глутамата в качестве источника азота с образованием тирозина и α-кетоглутарата .

Ссылки

^ Морар, Мария; Уайт, Роберт Х.; Иллик, Стивен Э. (1 сентября 2007 г.). «Структура синтазы 2-амино-3,7-дидезокси- d - трео -гепт-6-улозоновой кислоты, катализатора в архейном пути биосинтеза ароматических аминокислот». Биохимия . 46 (37): 10562– 10571. doi :10.1021/bi700934v.
^ Herrmann, KM; Weaver, LM (1999). «Путь Шикимата». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 : 473– 503. doi :10.1146/annurev.arplant.50.1.473. PMID 15012217.
^ Хельмут Гериш (1978). «О механизме реакции хоризмат-мутазы». Биохимия . 17 (18): 3700–3705 . doi :10.1021/bi00611a004. PMID 100134.
^ Питер Каст; Яду Б. Тевари; Олаф Вист; Дональд Хилверт; Кендалл Н. Хоук ; Роберт Н. Голдберг (1997). «Термодинамика превращения хоризмата в префенат: экспериментальные результаты и теоретические предсказания». J. Phys. Chem. B. 101 ( 50): 10976– 10982. doi :10.1021/jp972501l.

Библиография

Эдвин Хаслам (1993). Шикимовая кислота: метаболизм и метаболиты (1-е изд.). ISBN 0471939994.
Браун, Стюарт А.; Нейш, А.С. (1955). «Шикимовая кислота как предшественник в биосинтезе лигнина». Nature . 175 (4459): 688– 689. Bibcode :1955Natur.175..688B. doi :10.1038/175688a0. ISSN 0028-0836. PMID 14370198. S2CID 4273320.
Weinstein, LH; Porter, CA; Laurencot, HJ (1962). «Роль пути шикимовой кислоты в образовании триптофана у высших растений: доказательства альтернативного пути у бобов». Nature . 194 (4824): 205– 206. Bibcode :1962Natur.194..205W. doi :10.1038/194205a0. ISSN 0028-0836. S2CID 4160308.
Wilson, DJ; Patton, S; Florova, G; Hale, V; Reynolds, KA (1998). «Путь шикимовой кислоты и биосинтез поликетидов». Журнал промышленной микробиологии и биотехнологии . 20 (5): 299–303 . doi : 10.1038/sj.jim.2900527 . ISSN 1367-5435. S2CID 41117722.

[1] Морар, Мария; Уайт, Роберт Х.; Иллик, Стивен Э. (1 сентября 2007 г.). «Структура синтазы 2-амино-3,7-дидезокси- d - трео -гепт-6-улозоновой кислоты, катализатора в архейном пути биосинтеза ароматических аминокислот». Биохимия . 46 (37): 10562– 10571. doi :10.1021/bi700934v.

[2] Herrmann, KM; Weaver, LM (1999). «Путь Шикимата». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 : 473– 503. doi :10.1146/annurev.arplant.50.1.473. PMID 15012217.

[3] Хельмут Гериш (1978). «О механизме реакции хоризмат-мутазы». Биохимия . 17 (18): 3700–3705 . doi :10.1021/bi00611a004. PMID 100134.

[4] Питер Каст; Яду Б. Тевари; Олаф Вист; Дональд Хилверт; Кендалл Н. Хоук ; Роберт Н. Голдберг (1997). «Термодинамика превращения хоризмата в префенат: экспериментальные результаты и теоретические предсказания». J. Phys. Chem. B. 101 ( 50): 10976– 10982. doi :10.1021/jp972501l.