Nemevalonátová cesta - Non-mevalonate pathway

The nemevalonátová cesta—Vypadá také jako cesta nezávislá na mevalonátu a 2-C-methyl-D-erythritol 4-fosfát / 1-deoxy-D-xylulóza-5-fosfát (MEP / DOXP) cesta—Je alternativní metabolická cesta pro biosyntéza izoprenoidních prekurzorů isopentenylpyrofosfát (IPP) a dimethylallylpyrofosfát (DMAPP).[1][2][3] Aktuálně preferovaný název pro tuto cestu je Cesta MEP, od té doby Poslanec je první aktivovaný metabolit na cestě k IPP.

Biosyntéza prekurzoru isoprenoidů

Klasický mevalonátová cesta nebo HMG-CoA reduktáza Pathway je metabolická cesta z biosyntézy prekurzorů isoprenoidů přítomných ve většině vyšších eukaryot a některých bakterií.[Citace je zapotřebí ] Je to důležité pro výrobu IPP a DMAPP, které slouží jako základ pro biosyntézu isoprenoid (terpenoid) molekuly používané v procesech tak rozmanitých jako bílkoviny prenylace, buněčná membrána údržba, syntéza hormony, ukotvení bílkovin a N-glykosylace.[Citace je zapotřebí ]

Bakterie, rostliny a apicomplexan prvoky -jako malárie paraziti - jsou schopni produkovat isoprenoid prekurzory využívající alternativní cestu, cestu MEP, což je a nemevalonátová cesta. V případě rostlin a některých prvoků probíhá biosyntéza IPP / DMAPP v plastid organely.[4] Rostliny syntetizují prekurzory isoprenoidů pomocí mevalonátové dráhy v cytoplazmě a pomocí MEP dráhy ve svých chloroplastech. Bakterie, které používají cestu, zahrnují důležité patogeny, jako jsou Mycobacterium tuberculosis.[5]

Reakce nemevalonátové dráhy v biosyntéze isoprenoidů. Doslovně překresleno ze schématu Qidwai a spolupracovníků [obr. 2.].[6] Všimněte si, že zkratky enzymů na tomto obrázku jsou nestandardní (srov. Eisenreich et al.[7]), ale jsou zde uvedeny a reprodukovány v tabulce, aby bylo možné tyto dvě sady dat použít společně.

Reakce

Reakce nemevalonátové dráhy jsou následující, převzaté primárně od Eisenreicha a spolupracovníků, s výjimkou případů, kdy tučná označení představují další místní zkratky, které pomáhají při připojení tabulky k výše uvedenému schématu:[7][6]

ReaktantyEnzymProdukt
Pyruvát (Pyr) a glyceraldehyd-3-fosfát (G3P)DOXP syntáza (Dxs; DXP)1-deoxy-D-xylulóza 5-fosfát (DOXP; DXP)
DOXP.png
DOXP (DXP)DXP reduktoizomeráza (Dxr, IspC; DXR)2-C-methylerythritol-4-fosfát (Poslanec)
MEP.png
Poslanec2-C-methyl-D-erythritol-4-fosfátová cytidylyltransferáza (YgbP, IspD; CMS)4-difosfocytidyl-2-C-methylerythritol (CDP-ME)
4-difosfocytidyl-2-C-methylerythritol.png
CDP-ME4-difosfocytidyl-2-C-methyl-D-erythritolkináza (YchB, IspE; CMK)4-difosfocytidyl-2-C-methyl-D-erythritol-2-fosfát (CDP-MEP)
4-difosfocytidyl-2-C-methyl-D-erythritol-2-fosfát.png
CDP-MEP2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyklodifosfát syntáza (YgbB, IspF; MCS)2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyklodifosfát (MEcPP)
2-C-methyl-D-erythritol-2,4-cyklopyrofosfát.png
MEcPPHMB-PP syntáza (GcpE, IspG; HDS)(E) -4-Hydroxy-3-methyl-but-2-enylpyrofosfát (HMB-PP)
HMB-PP.svg
HMB-PPHMB-PP reduktáza (LytB, IspH; HDR)Isopentenylpyrofosfát (IPP) a Dimethylallylpyrofosfát (DMAP)
IPP.png

DMAPP.png

Inhibice a další výzkum dráhy

DXP reduktoizomeráza (také známý jako: DXR, DOXP reduktoizomeráza, IspC, MEP syntáza), je klíčovým enzymem v cestě MEP. Může to být potlačeno přírodní produkt fosmidomycin, který je předmětem studie jako výchozí bod pro vývoj vhodného antibakteriálního nebo antimalarického léčiva.[8][9][10]

Meziprodukt, HMB-PP, je přirozeným aktivátorem člověka Vγ9 / Vδ2 T buňky, hlavní populace γδ T buněk v periferní krvi, a buňky, které „hrají klíčovou roli v imunitní reakci na mikrobiální patogeny“.[11]

Reference

  1. ^ Rohmer M; Rohmer, Michel (1999). „Objev cesty mevalonátu nezávislé na biosyntéze isoprenoidů u bakterií, řas a vyšších rostlin“. Nat Prod Rep. 16 (5): 565–574. doi:10.1039 / a709175c. PMID  10584331.
  2. ^ W. Eisenreich; A. Bacher; D. Arigoni; F. Rohdich (2004). „Review Biosynthesis of isoprenoids via the non-mevalonate pathway“. Buněčné a molekulární biologické vědy. 61 (12): 1401–1426. doi:10.1007 / s00018-004-3381-z. PMID  15197467.
  3. ^ Hunter, WN (2007). „Nemevalonátová cesta biosyntézy izoprenoidního prekurzoru“. Journal of Biological Chemistry. 282 (30): 21573–21577. doi:10,1074 / jbc.R700005200. PMID  17442674.
  4. ^ Lichtenthaler H (1999). „1-Deoxy-D-xyulóza-5-fosfátová cesta biosyntézy isoprenoidů v rostlinách“. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 50: 47–65. doi:10.1146 / annurev.arplant.50.1.47. PMID  15012203.
  5. ^ Wiemer, AJ; Hsiao, CH; Wiemer, DF (2010). "Isoprenoidový metabolismus jako terapeutický cíl u gramnegativních patogenů". Aktuální témata v medicinální chemii. 10 (18): 1858–1871. doi:10.2174/156802610793176602. PMID  20615187.
  6. ^ A b Qidwai T, Jamal F, Khan MY, Sharma B (2014). „Zkoumání drogových cílů v biosyntetické cestě izoprenoidů pro Plasmodium falciparum“. Biochemistry Research International. 2014: 657189. doi:10.1155/2014/657189. PMC  4017727. PMID  24864210.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  7. ^ A b Eisenreich W, Bacher A, Arigoni D, Rohdich F (2004). „Biosyntéza izoprenoidů cestou nemevalonátu“. Buňka. Mol. Life Sci. 61 (12): 1401–26. doi:10.1007 / s00018-004-3381-z. PMID  15197467.
  8. ^ Hale I, O'Neill PM, Berry NG, Odom A & Sharma R (2012). „Cesta MEP a vývoj inhibitorů jako potenciálních antiinfekčních činidel“. Med. Chem. Commun. 3 (4): 418–433. doi:10.1039 / C2MD00298A.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  9. ^ Jomaa H, Wiesner J, Sanderbrand S a kol. (1999). „Inhibitory nonmevalonátové dráhy biosyntézy izoprenoidů jako antimalarik“. Věda (zpráva o primárním výzkumu) | formát = vyžaduje | url = (Pomoc). 285 (5433): 1573–6. doi:10.1126 / science.285.5433.1573. PMID  10477522.
  10. ^ C. Zinglé; L. Kuntz; D. Tritsch; C. Grosdemange-Billiard; M. Rohmer (2010). „Isoprenoidová biosyntéza prostřednictvím dráhy methylerythritol fosfátu: strukturní variace kolem kotvy fosfonátu a rozpěrky fosmidomycinu, silného inhibitoru deoxyxylulosfosfátreduktoizomerázy“. J. Org. Chem. (zpráva o primárním výzkumu) | formát = vyžaduje | url = (Pomoc). 75 (10): 3203–3207. doi:10.1021 / jo9024732. PMID  20429517.
  11. ^ Eberl M, Hintz M, Reichenberg A, Kollas AK, Wiesner J, Jomaa H (2003). "Mikrobiální izoprenoidová biosyntéza a aktivace lidských γδ T buněk". FEBS Lett. 544 (1–3): 4–10. doi:10.1016 / S0014-5793 (03) 00483-6. PMID  12782281.

Další čtení