「非メバロン酸経路」の版間の差分

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'''非メバロン酸経路'''（ひメバロンさんけいろ、{{lang-en-short|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<ref>{{cite journal |author=Rohmer M |title=The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants |journal=Nat. Prod. Rep. |volume=16 |issue= 5|pages=565–574 |year=1999 |pmid=10584331 |doi=10.1039/a709175c |last2=Rohmer |first2=Michel}}</ref>。
'''非メバロン酸経路'''（ひメバロンさんけいろ、{{lang-en-short|non-mevalonate pathway}}）は、[[テルペン|イソプレノイド]]（テルペノイド）の出発物質となる[[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<ref>{{cite journal |author=Rohmer M |title=The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants |journal=Nat. Prod. Rep. |volume=16 |issue= 5|pages=565–574 |year=1999 |pmid=10584331 |doi=10.1039/a709175c |last2=Rohmer |first2=Michel}}</ref>。IPPとDMAPPの合成には他にも[[メバロン酸経路|メバロン酸回路]]が知られている。


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。
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。非メバロン酸回路は主に[[細菌]]に分布している。しかし、[[光合成]]を行う真核生物がもつ[[葉緑体]]は、[[細胞内共生説|細胞内共生]]によって取り込んだ[[藍藻|シアノバクテリア]]由来の非メバロン酸経路によりIPPとDMAPPを生合成する。一方で光合成真核生物の[[細胞質]]および光合成をしない他の真核生物はすべて[[メバロン酸経路]]を利用している。すべての[[古細菌]]および一部の細菌もメバロン酸経路を保持している。


== イソプレノイド生合成経路の相違点 ==
== イソプレノイド生合成経路の相違点 ==

2021年7月13日 (火) 20:42時点における版

非メバロン酸経路（ひメバロンさんけいろ、英: non-mevalonate pathway）は、イソプレノイド（テルペノイド）の出発物質となる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]。IPPとDMAPPの合成には他にもメバロン酸回路が知られている。

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。非メバロン酸回路は主に細菌に分布している。しかし、光合成を行う真核生物がもつ葉緑体は、細胞内共生によって取り込んだシアノバクテリア由来の非メバロン酸経路によりIPPとDMAPPを生合成する。一方で光合成真核生物の細胞質および光合成をしない他の真核生物はすべてメバロン酸経路を利用している。すべての古細菌および一部の細菌もメバロン酸経路を保持している。

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

[脚注の使い方]
  1. ^ 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. 
  2. ^ 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. 
  3. ^ 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. 
  4. ^ 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. 

関連項目


物質
酵素

DXPシンターゼ - 1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸レダクトイソメラーゼ - 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 - 4-ジホスホヂチジル-2-C-メチル-D-エリトリトールキナーゼ - 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 - HMB-PPシンターゼ - HMB-PPレダクターゼ

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