Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с фосфата метилэритрита )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Не-мевалонат пути -также появляться как мевалонатный-независимым путем и 2- С - метил - D -erythritol 4-фосфат / 1-дезоксите D -xylulose 5-фосфат ( МЭП / DOXP ) путь -is альтернативной метаболической путь биосинтеза предшественников изопреноидов изопентенилпирофосфата (IPP) и диметилаллилпирофосфата (DMAPP). [1] [2] [3] В настоящее время предпочтительным названием для этого пути является путь MEP , поскольку MEPявляется первым совершенным метаболитом на пути к IPP .

Биосинтез предшественников изопреноидов [ править ]

Классический мевалонатный путь или путь HMG-CoA-редуктазы - это метаболический путь, связанный с биосинтезом предшественников изопреноидов, присутствующих у большинства высших эукариот и некоторых бактерий. [ необходимая цитата ] Это важно для производства IPP и DMAPP, которые служат основой для биосинтеза изопреноидных (терпеноидных) молекул, используемых в таких разнообразных процессах, как пренилирование белка , поддержание клеточной мембраны , синтез гормонов , закрепление белка и N- гликозилирование . [ необходима цитата ]

Бактерии, растения и апикомплексные простейшие, такие как малярийные паразиты, способны продуцировать изопреноидные предшественники с использованием альтернативного пути, пути MEP, который не является мевалонатным путем. В случае растений и некоторых простейших биосинтез IPP / DMAPP происходит в пластидных органеллах. [4] Растения синтезируют предшественники изопреноидов, используя мевалонатный путь в цитоплазме и путь MEP в своих хлоропластах. Бактерии, такие как модельный организм Escherichia coli , были сконструированы для совместной экспрессии как MEP, так и мевалонатного пути . [5]Распределение метаболических потоков между MEP и мевалонатным путем можно изучить с использованием изотопомеров 13 C-глюкозы . [6] Бактерии, которые используют путь MEP, включают важные патогены, такие как Mycobacterium tuberculosis . [7]

Реакции немевалонатного пути в биосинтезе изопреноидов. Дословно перерисовано со схемы Кидвая и сотрудников [Рис. 2.]. [8] Обратите внимание, что аббревиатуры ферментов на этом рисунке нестандартны (см. Eisenreich et al. [9] ), но они представлены здесь и воспроизведены в таблице, чтобы два набора данных можно было использовать вместе.

Реакции [ править ]

Реакции немевалонатного пути следующие, взятые в основном у Eisenreich и его сотрудников, за исключением тех случаев, когда жирные метки являются дополнительными местными сокращениями, помогающими связать таблицу со схемой выше: [9] [8]

РеагентыФерментТовар
Пируват ( Pyr ) и глицеральдегид-3-фосфат ( G3P )DOXP-синтаза (Dxs; DXP )1-дезокси-D-ксилулоза 5-фосфат (DOXP; DXP )
DOXP ( DXP )DXP reductoisomerase (Dxr, ISPC; DXR )2-C-метилэритритол 4-фосфат (MEP)
MEP2-C-метил-D-эритритол-4-фосфатцитидилилтрансфераза (YgbP, IspD; CMS )4-дифосфоцитидил-2-C-метилэритритол (CDP-ME)
CDP-ME4-diphosphocytidyl-2-С-метил-D-эритрит киназы (YchB, ISPE; ЦМК )4-дифосфоцитидил-2-C-метил-D-эритритол 2-фосфат (CDP-MEP)
CDP-MEP2-C-метил-D-эритритол-2,4-циклодифосфатсинтаза (YgbB, IspF; MCS )2-C-метил-D-эритритол-2,4-циклодифосфат (MEcPP)
MEcPPHMB-PP синтаза (GcpE, IspG; HDS )(E) -4-Гидрокси-3-метил-бут-2-енилпирофосфат (HMB-PP)
HMB-PPHMB-PP редуктаза (LytB, IspH; HDR )Изопентенилпирофосфат (IPP) и диметилаллилпирофосфат (DMAP)

Исследование ингибирования и других путей [ править ]

DXP-редуктоизомераза (также известная как DXR, DOXP-редуктоизомераза, IspC, MEP-синтаза) является ключевым ферментом в пути MEP. Он может подавляться натуральным продуктом фосмидомицином , который изучается в качестве отправной точки для разработки кандидатного антибактериального или противомалярийного препарата. [10] [11] [12]

Промежуточный продукт, HMB-PP , является естественным активатором Т-клеток Vγ9 / Vδ2 человека, основной популяции Т-клеток γδ в периферической крови и клеток, которые «играют решающую роль в иммунном ответе на микробные патогены». [13]

  • Ингибиторы IspH: немевалонат Метаболический путь, который важен для большинства бактерий, но отсутствует у людей, что делает его идеальной мишенью для разработки антибиотиков. Этот путь, называемый метил-D-эритритолфосфатом (MEP) или немевалонатным путем, отвечает за биосинтез изопреноидов - молекул, необходимых для выживания клеток у большинства патогенных бактерий и, следовательно, будет полезен для большинства обычно устойчивых к антибактериальным препаратам бактерий [14].

Ссылки [ править ]

  1. ^ Rohmer M; Ромер, Мишель (1999). «Открытие независимого от мевалоната пути биосинтеза изопреноидов у бактерий, водорослей и высших растений». Nat Prod Rep . 16 (5): 565–574. DOI : 10.1039 / a709175c . PMID  10584331 .
  2. ^ W. Eisenreich; А. Бахер; Д. Аригони; Ф. Рохдич (2004). «Обзор биосинтеза изопреноидов через немевалонатный путь». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 61 (12): 1401–1426. DOI : 10.1007 / s00018-004-3381-z . PMID 15197467 . 
  3. ^ Хантер, WN (2007). «Немевалонатный путь биосинтеза изопреноидных предшественников» . Журнал биологической химии . 282 (30): 21573–21577. DOI : 10.1074 / jbc.R700005200 . PMID 17442674 . 
  4. ^ Lichtenthaler Н (1999). «Путь 1-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфата биосинтеза изопреноидов в растениях». Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol . 50 : 47–65. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.50.1.47 . PMID 15012203 . 
  5. ^ Martin MJ, DJ Питера, Холка ST, Newman JD, Кислинг JD (2003). «Разработка мевалонатного пути в Escherichia coli для производства терпеноидов». Природа Биотехнологии . DOI : 10.1038 / nbt833 .
  6. ^ Орси Э, Биквилдер Дж, Пик С, Эггинк Дж, Кенген SW, Weusthuis RA (2020). «Анализ соотношения метаболических потоков путем параллельного мечения 13C биосинтеза изопреноидов в Rhodobacter sphaeroides » . Метаболическая инженерия . DOI : 10.1016 / j.ymben.2019.12.004 . PMID 31843486 . 
  7. ^ Вимер, AJ; Сяо, Швейцария; Вимер, Д.Ф. (2010). «Изопреноидный метаболизм как терапевтическая мишень для грамотрицательных патогенов». Актуальные темы медицинской химии . 10 (18): 1858–1871. DOI : 10.2174 / 156802610793176602 . PMID 20615187 . 
  8. ^ a b Qidwai T, Jamal F, Khan MY, Sharma B (2014). «Изучение мишеней лекарств в пути биосинтеза изопреноидов для Plasmodium falciparum» . Международное исследование биохимии . 2014 : 657189. дои : 10,1155 / 2014/657189 . PMC 4017727 . PMID 24864210 .  CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  9. ^ a b Eisenreich W, Bacher A, Arigoni D, Rohdich F (2004). «Биосинтез изопреноидов немевалонатным путем». Клетка. Мол. Life Sci . 61 (12): 1401–26. DOI : 10.1007 / s00018-004-3381-z . PMID 15197467 . 
  10. Перейти ↑ Hale I, O'Neill PM, Berry NG, Odom A & Sharma R (2012). «Путь MEP и разработка ингибиторов как потенциальных противоинфекционных агентов». Med. Chem. Commun . 3 (4): 418–433. DOI : 10.1039 / C2MD00298A .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  11. ^ Jomaa H, Wiesner J, Sanderbrand S и др. (1999). «Ингибиторы немевалонатного пути биосинтеза изопреноидов в качестве противомалярийных препаратов». Наука (отчет о первичном исследовании) требует ( помощи ) . 285 (5433): 1573–6. DOI : 10.1126 / science.285.5433.1573 . PMID 10477522 . |format=|url= 
  12. ^ К. Зингле; Л. Кунц; Д. Трич; К. Гросдеманж-Бильярд; М. Ромер (2010). «Изопреноидный биосинтез через метилэритритолфосфатный путь: структурные вариации вокруг фосфонатного якоря и спейсера фосмидомицина, мощного ингибитора дезоксиксилулозофосфатредуктоизомеразы». J. Org. Chem. (отчет о первичном исследовании) требует ( помощи ) . 75 (10): 3203–3207. DOI : 10.1021 / jo9024732 . PMID 20429517 . |format=|url= 
  13. ^ Эберл М, Хинтц М, Райхенберг А, Kollas А.К., Визнер Дж, ДЖОМАА Н (2003). «Микробный изопреноидный биосинтез и активация человеческих γδ Т-клеток». FEBS Lett . 544 (1–3): 4–10. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (03) 00483-6 . PMID 12782281 . 
  14. ^ [1]

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Хейл И., О'Нил П.М., Берри Н.Г., Одом А. и Шарма Р. (2012). «Путь MEP и разработка ингибиторов как потенциальных противоинфекционных агентов». Med. Chem. Commun . 3 (4): 418–433. DOI : 10.1039 / C2MD00298A .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка ) Обзор RSC ; использует номенклатуру MAP-синтазы.
  • Цидвай Т., Джамал Ф, Хан М.Ю., Шарма Б. (2014). «Изучение мишеней лекарств в пути биосинтеза изопреноидов для Plasmodium falciparum» . Международное исследование биохимии . 2014 : 657189. дои : 10,1155 / 2014/657189 . PMC  4017727 . PMID  24864210 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  • Ингибиторы IspH: немевалонат Метаболический путь, который важен для большинства бактерий, но отсутствует у людей, что делает его идеальной мишенью для разработки антибиотиков. Этот путь, называемый метил-D-эритритолфосфатом (MEP) или немевалонатным путем, отвечает за биосинтез изопреноидов - молекул, необходимых для выживания клеток у большинства патогенных бактерий.