非メバロン酸経路
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非メバロン酸経路（ひメバロンさんけいろ、英: non-mevalonate pathway）は、イソペンテニル二リン酸（IPP）とジメチルアリル二リン酸（DMAPP）の生合成経路である[1]。
代謝中間体として2-C-メチル-D-エリトリトール-4-リン酸（MEP）および1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸（DXPまたはDOXP）を生合成することから、MEP経路、DXP経路、DOXP経路、MEP/DOXP経路とも呼ばれる。多くの細菌や植物の葉緑体は非メバロン酸経路によりIPPとDMAPPを生合成する。一方で真核生物や植物の細胞質などは非メバロン酸経路ではなくメバロン酸経路によってIPPが生合成される。
Contents
イソプレノイド生合成経路の相違点
メバロン酸経路、もしくはHMG-CoAレダクターゼ経路は、真核生物および多くのバクテリアの細胞において重要な代謝経路である。この経路で合成させるIPPおよびDMAPPは、タンパク質のプレニル化、細胞膜の維持、ホルモン、脂質固定タンパク質そして、N-グリコシル化など様々な生合成経路に使われる分子の基礎となる重要な分子である。
古典的イソプレノイド生合成のメバロン酸経路と対照的に、植物とアピコンプレックス門の原生動物はそれらの色素体で非メバロン酸経路を使ってイソプレノイドを合成している[2]。加えて、ほとんどの真正細菌は非メバロン酸経路でIPPとDMAPPを合成している。
反応
反応は以下の通りである[3] ：
| 反応物 | 酵素 | 生成物 | |
|---|---|---|---|
| ピルビン酸 、 グリセルアルデヒド-3-リン酸 |
DOXPシンターゼ (Dxs) | 1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸 (DOXP) | |
| DOXP | DOXPレダクトイソメラーゼ (Dxr, IspC) | 2-C-メチルエリトリトール-4-リン酸 (MEP) | |
| MEP | 4-ジホスホシチジル-2-C-メチル-D-エリトリトールシンターゼ (YgbP, IspD) | 4-ジホスホシチジル-2-C-メチルエリトリトール (CDP-ME) | |
| CDP-ME | 4-ジホスホシチジル-2-C-メチル-D-エリトリトールキナーゼ (YchB, IspE) | 4-ジホスホシチジル-2-C-メチル-D-エリトリトール-2-リン酸 (CDP-MEP) | |
| CDP-MEP | 2-C-メチル-D-エリトリトール-2,4-シクロ二リン酸シンターゼ (YgbB, IspF) | 2-C-メチル-D-エリトリトール-2,4-シクロピロリン酸 (MEcPP) | |
| MEcPP | HMB-PPシンターゼ (GcpE, IspG) | (E)-4-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブテニルピロリン酸 (HMB-PP) | |
| HMB-PP | HMB-PPレダクターゼ (LytB, IspH) | IPP 、 DMAPP |
|
阻害
ホスミドマイシンは非メバロン酸経路の鍵酵素、DXPレダクトイソメラーゼを阻害するため、抗生物質や抗マラリア薬の代替となる[4]。
脚注
- ↑ Rohmer M; Rohmer, Michel (1999). “The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants”. Nat. Prod. Rep. 16 (5): 565–574. doi:10.1039/a709175c. PMID 10584331.
- ↑ Lichtenthaler H (1999). “The 1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants”. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 50: 47–65. doi:10.1146/annurev.arplant.50.1.47. PMID 15012203.
- ↑ 総説: Eisenreich W, Bacher A, Arigoni D, Rohdich F (2004). “Biosynthesis of isoprenoids via the non-mevalonate pathway”. Cell. Mol. Life. Sci. 61 (12): 1401-1426. doi:10.1007/s00018-004-3381-z. PMID 15197467.
- ↑ Jomaa H, Wiesner J, Sanderbrand S, Altincicek B, Weidemeyer C, Hintz M, Turbachova I, Eberl M, Zeidler J, Lichtenthaler HK, Soldati D, Beck E (1999). “Inhibitors of the nonmevalonate pathway of isoprenoid biosynthesis as antimalarial drugs”. Science 285: 1573-1576. doi:10.1126/science.285.5433.1573. PMID 10477522.