Szerkesztő:Schrödinger macskája/próbalap
| Shikimisav | |||
 A Shikimisav kémiai struktúrája |
 3D modellje | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 138-59-0 | ||
| PubChem | 8742 | ||
| ChemSpider | 8412 | ||
| EINECS-szám | 205-334-2 | ||
| KEGG | C00493 | ||
| ChEBI | 16119 | ||
| |||
| |||
| InChIKey | JXOHGGNKMLTUBP-HSUXUTPPSA-N | ||
| ChEMBL | 290345 | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | C7H10O5 | ||
| Moláris tömeg | 174,15 g/mol | ||
| Olvadáspont | 185 to 187 | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
Ez a szócikk részben vagy egészben a Shikimic acid című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Shikimisav, általánosabban ismert anionsó formájában a shikimát, egy ciklohexén, ciklitol és egy ciklohexánkarbioxilsav egy molekulában. Fontos biokémiai metabolit növényekben és mikroorganizmusokban. Nevét a japán shikimi növényről kapta (シキミ, azaz a japán csillagánizsról, tudományos nevén Illicium anisatum) amelyet először 1885-ben Johan Fredrik Eykman izolált. [1] A struktúra tulajdonságainak magyarázatára mindössze 50 évvel később került sor.[2]
Az IARC listájára mint 3-as típusú biológiai vegyület került fel, amely a besorolás szerint az emberre nézve nem rákkeltő tulajdonságú, ám azt javasolják, hogy bizonyos magas shikimisav tartalmú növényeket ne nyersen fogyasszuk, hanem főzés, sütés, pörkölés során hagyjuk, hogy a benne levő shikimisav elbomoljon. [3]
A shikimisav glükozidos részt is tartalmazhat hidrolizálható tanninokat.
Bioszintézise
[szerkesztés]Foszfoenolpiruvát és eritróz-4-foszfát reakciójából 3-dezoxi-D-arabinoheptulozonát-7-foszfát (DAHP) keletkezik, DAHP szintáz enzim katalizációjával. A DAHP ekkor átalakul 3-dehidrokináttá (DHQ), egy DHQ szintáz katalizálta reakcióban. Bár a reakció kofaktorként [nikotinamid-adenin-dinukleotid]ot, azaz NAD-ot igényel, enzimatikus reakciók regenerálják, így nettó felhasználása nem történik.
3-dehidrokinát szintézise foszfoenolpiruvátból és eritróz-4-foszfátból
DHQ dehidratálódik a 3-dehidrokinát dehidratáz enzim segítségével 3-dehidroshikimisavvá, amely aztán tovább redukálódik a shikimát dehidrogenáz aktivitása során, miközben nicotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát, azaz NADPH használódik fel.
Shikimisav keletkezése 3-dehidrokinátból
Shikimát útvonal
[szerkesztés]Aromás aminosavak bioszintézise
[szerkesztés]A shikimisav útvonal egy 7 lépéses metalbolizmus, amelyet baktériumok, gombák, algák, paraziták, és növények alkalmaznak aromás aminosavak (fenilalanin, tirozin és triptofán) szintetizálásához. Ez az útvonal állatokban nem található, ezért fenilalanin és triptofán mint eszenciális aminosavak csak táplálkozással vihetők be. (Illetve az állatok képesek tirozint szintetizálni fenilalaninból, így az pontosabban csak a fenilketonúriában szenvedő betegek esetében esszenciális akik nem tudják hidroxilálni a fenilalanint.)
Az első részt vevő enzim, a shikimát kináz, a shikimisav ATP-függő foszforilációját katalizálja hogy shikimát-3-foszfáttá alakulhasson.[4] A shikimát-3-foszfát azután is egy foszfoenolpiruváttal 5-enolpiruvilshikimát-3-foszfát molekulát hoz létre az 5-enolpiruvilshikimát-3-foszfát (EPSP) szintáz enzim közbenjárásával.
Aztán az 5-enolpiruvilshikimát-3-foszfát chorismáttá alakul chorizmát szintáz enzim katalizációjával.
Prefénsav szintetizálódik egy chorizmát mutáz segítségével.[5][6]
A prefenát oxidatív dekarboxilációja során a hidroxilcsoport visszatartásával (hogy a p-hidroxifenilpiruváthoz kerüljön), ami transzaminálódik glutamát felhasználásával mint nitrogénforrás hogy létrehozzon tirozint és α-ketoglutarátot.
Fenolikumok szintézisének kezdő pontja
[szerkesztés]A fenilalanin és a tirozin a fenolpropanoidok szintézisének perkurzorai. Fenolpropanoidokból képződnek később a flavonoidok, coumarinok, tanninok és ligninek. Az első belépő enzim a fenilalanin-ammónia-liáz (PAL) amely egy L-fenilalanint változtat transz-fahéjsavvá és ammóniává.
- Galluszsav bioszintézis
A galluszsav 3-dehidroshikimátból keletkezik shikimát dehidrigenáz enzimmel, majd 3,5-didehidroshikimáttá alakul át. Ez utóbbi alakul át spontán galluszsavvá[7]
Más vegyületek
[szerkesztés]A shikimisav prekurzora még:
- indol, az indolból származtathatóak aminosavak, aromás aminosavak, egyik fontosabbikuk a triptofán, amelyből alakulnak más, pszichedelikus, hallucinogén vegyületek is, mint a dimetil-triptamin
- sok más alkaloid és aromás anyagcseretermék
Mikrospóra-szerű aminosavak
[szerkesztés]Apró, másodlagos metabolitok, amelyeket erősen napsütötte területeken élő szervezetek állítanak elő, általában tengeri életközösségekben.
Felhasználás
[szerkesztés]A gyógyszeriparban a csillagánizsból való kivonatot használják (Illicium verum) amely alapanyaga az oseltamivir (Tamiflu) gyártásának. Bár a shikimisav megjelenik a legtöbb autotróf szervezetben, egy bioszintetikus intermedier így többnyire nagyon alacsony koncentrációban fordul elő. A csillagánizsból kivonható alacsony shikimisav mennyiséggel magyarázzák a 2005-ös oseltamivir hiányt is. Shikimisav kinyerhető az amerikai ámbrafából is amelyből Észak-Amerikában jelentős mennyiség található. De fehasználása arányaiban nem kifizetődő, mivel a belőle származtatható hozam, 1,5%. Például: 4kg mag volna szükséges 14 doboz Tamiflu előállításához. Összehasonlítás képpen, a csillagánizsból kinyert shikimisavból 3-7% hozamot kapunk. [8][9][10] Egy 2010-es Maine Universityn végzett tanulmány szerint a shikimisav kivonható néhány fenyőtípus magjából is. [11]
Aminoshikimisav a shikimisav egy alternativája, az oseltamivir gyártásának egy kiinduló anyaga.
Gyógyszerek-növényirtószerek előállítása
[szerkesztés]A shikimát felhasználható (6S)-6-Fluoroshikimisav előállítására,[12] amely egy olyan antibiotikum ami képes gátolni az aromás bioszintetikus útvonalakat.[13]
Glifoszfát, aktív összetevőként a herbicid szerekben, úgy hat, hogy megzavarja a növények shikimisav metabolizmusát. Specifikusabban, a glifoszfát gátol egy enzimet, az 5-enolpiruvilshikimát-3-foszfát szintáz-t (EPSPS).
Lásd még
[szerkesztés]- Aminoshikimát útvonal, egy újabb, alternatív shikimát útvonal.
Könyvek
[szerkesztés]- The shikimate pathway, E. Haslam, 2 editions - first published in 1974
- Shikimic acid, E. Haslam, 1 edition - first published in 1993
Referenciák
[szerkesztés]- ↑ The Botanical Relations of Illicium Religiosum, Sieb., Illicium Anisatum, Lour. J. F. Eykman, American Journal of Pharmacy, 1881, volume 53, Number 8 (article)
- ↑ Liquidambar styraciflua: a renewable source of shikimic acid. Liza B. Enrich, Margaret L. Scheuermann, Ashley Mohadjer, Kathryn R. Matthias, Chrystal F. Eller, M. Scott Newman, Michael Fujinaka and Thomas Poon, Tetrahedron Letters, 2008, volume 49, pages 2503–2505, doi:10.1016/j.tetlet.2008.02.140
- ↑ Carcinogenicity of bracken and shikimic acid. I. A. Evans and M. A. Osman, Nature, 26 July 1974, volume 250, pages 348 - 349, doi:10.1038/250348a0
- ↑ Sablon:Cite pmid
- ↑ Helmut Goerisch (1978). „On the mechanism of the chorismate mutase reaction”. Biochemistry 17 (18), 3700. o. DOI:10.1021/bi00611a004.
- ↑ Peter Kast, Yadu B. Tewari, Olaf Wiest, Donald Hilvert, Kendall N. Houk, and Robert N. Goldberg (1997). „Thermodynamics of the Conversion of Chorismate to Prephenate: Experimental Results and Theoretical Predictions”. J. Phys. Chem. B 101 (50), 10976–10982. o. DOI:10.1021/jp972501l.
- ↑ Gallic acid pathway on metacyc.org
- ↑ Bradley, David (2005. december 1.). „Star role for bacteria in controlling flu pandemic?”. Nature Reviews Drug Discovery 4 (12), 945–946. o. DOI:10.1038/nrd1917. PMID 16370070. (Hozzáférés: 2007. március 7.)
- ↑ Marco Krämer, Johannes Bongaertsa, Roel Bovenberga, Susanne Kremera, Ulrike Müllera, Sonja Orfa, Marcel Wubboltsa, Leon Raevena. (2003). „Metabolic engineering for microbial production of shikimic acid”. Metabolic Engineering 5 (4), 277–283. o. DOI:10.1016/j.ymben.2003.09.001. PMID 14642355.
- ↑ Johansson Louise, Lindskog Anna, Silfversparre Gustav, Cimander Christian, Nielsen Kristian Fog, Liden Gunnar (2005). „Shikimic acid production by a modified strain of E. coli (W3110.shik1) under phosphate-limited and carbon-limited conditions”. Biotechnology and Bioengineering 92 (5), 541–552. o. DOI:10.1002/bit.20546. PMID 16240440.
- ↑ Maine pine needles yield valuable Tamiflu material, Boston.com, November 7, 2010
- ↑ http://jiang.tju.edu.cn/pdfs/6flufull.pdf
- ↑ http://aac.asm.org/content/38/2/403.full.pdf