Shikimat způsob

Dráha šikimátu je metabolická dráha, jejímž meziproduktem je kyselina šikimová ( šikimát). Šikimátová dráha je známá jako specializovaná dráha pro biosyntézu benzoových aromatických sloučenin (velmi často v této funkci, spolu s šikimátovou dráhou, je také zaznamenán polyketidový (acetát-malonátový) mechanismus pro konstrukci benzenových jader - uzávěr (zip- sestavení) aromatických systémů prostřednictvím intramolekulární kondenzace jako kroton ). Takové dobře známé sloučeniny jako fenylalanin , tyrosin , tryptofan se v přírodě syntetizují šikimátovou cestou.benzoát , salicylát . Šikimátová dráha je zdrojem aromatických prekurzorů terpenoidních chinonů ( ubichinony , plastochinony , menachinony , fylochinony ), tokoferolů , folátu , flavonoidů , ligninů , suberinů , melaninů , taninů a dalších sloučenin, které v přírodě hrají různé role. Dráha šikimátu je jednou z nejstarších evolučně konzervovaných metabolických drah; jako zdroj základních složek (především tří proteinogenních aminokyselin) živé hmoty je ve skutečnosti součástí primárního metabolismu. Význam šikimátové dráhy je velký, protože tato dráha je jedinou zavedenou cestou pro biosyntézu řady nejdůležitějších přírodních sloučenin, včetně těch významných z hlediska jejich praktického využití. Šikimátovou dráhu je třeba v přísném smyslu chápat pouze jako obecnou část rozvětveného metabolického procesu – cestu pro biosyntézu kyseliny chorismové (chorismátu).

Historie objevů a studia

V roce 1935 německý organický chemik Hermann Otto Laurenz Fischer [článek] (1888-1960) a Gerda Dangshat (?-1964) poznamenali, že jimi strukturně charakterizované kyseliny chinová a šikimová mohou být biogeneticky (metabolicky) úzce příbuzné s benzoidovými aromatickými sloučeninami. zejména s kyselinou galovou [1] . [2] U kyseliny chinové byla známá biologická aromatizace (za účasti mikroorganismů byla pozorována tvorba některých fenolických sloučenin z kyseliny chininové a také se ukázalo, že kyselina chinová se v těle savců metabolizuje na kyselinu hippurovou ). Jasný důkaz, že hydroaromatické kyseliny jsou přírodními prekurzory přírodních aromatických sloučenin, však neexistoval až do 50. let 20. století [3] .

V roce 1950 získal americký mikrobiolog Bernard Davis (1916-1994) ultrafialovým zářením svou původní metodou selekce penicilinu řadu mutantů Escherichia coli schopných růst pouze v takovém živném médiu , do kterého byly přidány aromatické sloučeniny. Mnoho mutantů vyžadovalo fenylalanin , tyrosin , tryptofan , para - aminobenzoát a para - hydroxybenzoát (ve stopových množstvích). Překvapivě se ukázalo, že potřeba všech pěti sloučenin může být uspokojena přidáním kyseliny šikimové (shikimát), v té době považované za vzácnou sloučeninu vyskytující se pouze v některých rostlinách. Další skupina mutantů získaných Davisem nereagovala na přidaný šikimát jako náhradu za aromatický růstový faktor a bylo zjištěno, že některé z těchto mutantů samy akumulovaly kyselinu šikimovou v kultivačním médiu. Mutanti různých skupin by mohli růst syntrofně na minimálním živném médiu [3] . [čtyři]

Ukázalo se tedy, že šikimát, který v žádném případě není aromatická sloučenina, je meziproduktem v biosyntéze tří aromatických proteinogenních aminokyselin , para -aminobenzoátu a dalších esenciálních aromatických sloučenin. [4] Zdá se, že některé mutanty získané Davisem měly narušenou syntézu šikimátu, zatímco jiné mutanty byly blokovány v pozdějších fázích metabolického procesu.

Pomocí auxotrofních mutantů Escherichia coli , Aerobacter aerogenes a Neurospora crassa a pomocí izotopicky značených sloučenin byla vysledována celá cesta od sacharidových prekurzorů k primárním a sekundárním aromatickým metabolitům. [5] Meziprodukty bylo možné detekovat a izolovat díky skutečnosti, že je nahromadili určití mutanti. Experimenty s mutanty a jimi izolovanými sloučeninami umožnily uspořádat tyto sloučeniny do řetězce a označit místa chybějících metabolitů v tomto řetězci. Bylo mnohem obtížnější stanovit počáteční fáze cesty a propojit ji se známými cestami. Mutovaný kmen Escherichia coli akumulující kyselinu šikimovou v kultivačním médiu byl pěstován na médiu obsahujícím14C - značenou d - glukózu nebo jiné sloučeniny jako jediný zdroj uhlíku. Poté byla izolována kyselina šikimová. Distribuce radioaktivních značek byla stanovena postupnou chemickou degradací. Analýza získaných výsledků vedla k závěru, že tři ze sedmi atomů uhlíku molekuly kyseliny šikimové pocházejí z glykolýzy, zbývající čtyři pocházejí z pentózofosfátové dráhy [6] . Povaha výchozích sloučenin byla objasněna, když byl k dispozici syntetický [7] d -erythrose-4-fosfát. Bylo prokázáno, že buněčné extrakty Escherichia coli snadno převádějí d -erythroso-4-fosfát a fosfoenolpyruvát na dehydrochinát [8] . Nejprve bylo navrženo a poté experimentálně zjištěno, že meziproduktem je sedmiuhlíkový kondenzační produkt, sloučenina nyní známá jako DAHF [9] . Také se pomocí radioizotopových značek ukázalo, že experimentálně pozorovanou téměř kvantitativní transformaci působením bakteriálních buněčných extraktů d -sedoheptulosa-1,7-difosfátu na dehydroshikimát nebo šikimát [10] nelze vysvětlit transformací celé molekuly. , aniž by došlo k jejímu přechodnému štěpení na fragmenty C4 a C3 [ 11 ] .

Velkou část práce na dešifrování cesty provedl Bernard Davis (důležitá průkopnická práce na objasnění metabolických drah pomocí mutantů byla provedena pod jeho vedením v laboratoři pro výzkum tuberkulózy na Cornell Medical College, Manhattan, New York, kterou založil a řídil). ve spolupráci s výzkumníky z Kolumbijské univerzity - Davidem Sprinsonem (1910-2007) a Parithicheri Srinivasan (1927-2012) [12] . Mezi další zaměstnance patří Masayuki Katjiri, Ulrich Weiss, Elisabeth Mingioli, Ivan Salamon, Judith Levine. Významně přispěli ke studiu jednotlivých fází procesu také Australané Frank Gibson (1923–2008), James Pittard a řada dalších badatelů. Úplný obraz metabolické dráhy se stal jasným v letech 1962-1964, kdy Frank Gibson konečně izoloval a studoval látku „ sloučeninu X “ , která dlouho unikala pozorování [Exp. 1] je chybějící meziproduktový metabolit, jehož struktura byla dříve předpovězena ( následně potvrzeno Lloydem Jackmanem pomocí NMR spektroskopie ). Na návrh svého tchána Gibson pojmenoval tuto sloučeninu chorismát (kyselina chorismová). Davisova hypotéza (5-karboxyvinyl-shikimát-3-fosfát, nebo, jak se tehdy říkalo, "Z1-fosfát", prekurzor fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu), byla prokázána, Sprinsonova hypotéza (poslední společný prekurzor tři aromatické aminokyseliny – kyselina fosfošikimová) nebyl potvrzen [13] .

V 50. letech 20. století, jak je popsáno výše, byla založena biosyntetická cesta pro dehydrochinát prostřednictvím DAHF, která byla dlouhou dobu považována za jedinou. V éře genomu se začala hromadit fakta, která vyžadovala vysvětlení. Nejkurióznější bylo, že v mnoha genomech nebyly zjištěny ortology genů biosyntézy dehydroquinátu v přítomnosti ortologů genů pro jeho další metabolismus. Výsledky následných studií metabolických schopností organismů potvrdily předpoklad existence alternativní cesty biosyntézy dehydrochinátu [14] . V roce 2004 byly publikovány výsledky výzkumu amerického biochemika Roberta Whitea o dešifrování biosyntetické dráhy dehydroquinátu prostřednictvím ADTH [15] . Whiteovo hypotetické schéma biosyntézy DKFP (prekurzor ADTH) se však následně nepotvrdilo. V roce 2006 Robert White a Xu Huimin oznámili, že se jim podařilo objasnit skutečnou cestu biosyntézy DKFP u Methanocaldococcus jannaschii [16] .

Název cesty

Název „cesta šikimátu“, také známý jako „cesta kyseliny šikimové“, byl stanoven historicky (studie začala stanovením metabolické role kyseliny šikimové, viz výše). V roce 1979 HG Floss, který si přál zdůraznit klíčovou roli a multipotenci další důležité meziproduktové sloučeniny (chorismatu), navrhl název „cesta chorismatu“. Vzhledem k tomu, že se chorismát nachází, i když na nejdůležitějším, nikoli však jediném místě rozvětvení řetězce chemických přeměn, a vzhledem k tomu, že starý název byl v té době již dobře zavedený, bylo takové přejmenování uznáno za kontraproduktivní a bylo opuštěno. Další možný název, "aromatická cesta", byl také odmítnut, protože mnoho aromatických sloučenin je syntetizováno jinými způsoby, zatímco některé nearomatické produkty jsou syntetizovány z prekurzorů šikimátu, čímž se obchází krok aromatizace. [17]

Podívejte se na přílohu pro roky objevování hlavních sloučenin .

Distribuce a lokalizace

Cesta šikimátu probíhá v buňkách prokaryot ( bakterie i archaea ) a eukaryot ( houby , rostliny , všechny druhy protistů , ale ne zvířata ). U rostlin probíhají reakce šikimátové dráhy v cytosolu a téměř nezávisle [18] v plastidech (hlavně v chloroplastech ), ale geny téměř všech enzymů jsou lokalizovány v jádře ; za normálních růstových podmínek touto cestou protéká asi 20 % veškerého uhlíku absorbovaného rostlinou, [19] [20] v biosférickém měřítku je to podle některých odhadů asi 7 × 10 12 tun za rok [19] . U organismů, jejichž buňky neobsahují plastidy, se šikimátová dráha vyskytuje v cytosolu. Mnohobuněční živočichové ( Metazoa ) nemají enzymový systém šikimátové dráhy, neboť dostávají proteinogenní aromatické aminokyseliny a další potřebné produkty šikimátové dráhy v dostatečném množství s potravou (nebo od symbiontů ), a proto jsou evolucí osvobozeni od potřeba jejich de novo biosyntézy . Na druhou stranu, zbavením se „zbytečných“ již ve fázi svého evolučního vývoje, se živočichové stali závislými na řadě exogenních sloučenin ( esenciální aminokyseliny , významná část vitamínů ) [21] . Zvířata jsou schopna přeměnit hotové aromatické produkty šikimátové dráhy, [22] zejména jsou schopna přeměnit esenciální aminokyselinu fenylalanin na tyrosin, což je neesenciální aminokyselina, za předpokladu dostatečného přísunu fenylalaninu v potravě. Dráhu šikimátu částečně nebo úplně ztratily také některé mikroorganismy žijící výhradně v prostředí bohatém na esenciální látky.

U bakterií mohou tři reakce, které dokončí biosyntézu fenylalaninu, probíhat jak v cytosolu , tak v periplazmatickém prostoru nebo extracelulárně [23] .

Počáteční fáze cesty šikimat

V současné době jsou známy dvě cesty pro biosyntézu dehydrochinátu , prekurzoru šikimátu. Toto je klasická cesta přes DAHF a později objevená v archaea prostřednictvím ADTH .

Cesta přes DAHF

Nejběžnější v organickém světě a první studovanou cestou vzniku dehydrochinátu je cesta jeho biosyntézy z d -erythrose-4-fosfátu a fosfoenolpyruvátu . d -Erythroso-4-fosfát vzniká především v systému transketolázových a transaldolázových reakcí oxidativní a redukční pentózofosfátové dráhy a také u některých mikroorganismů za účasti fosfoketolázy . Fosfoenolpyruvát vzniká v procesu glykolytického štěpení sacharidů a z oxaloacetátu a v řadě organismů také v jednom kroku z pyruvátu . Nejprve dochází k interakci podle typu aldolové kondenzace d -erythrose-4-fosfátu a fosfoenolpyruvátu za vzniku sedmiuhlíkaté sloučeniny 3-deoxy- d - arabino -hept-2-ulozonát-7-fosfát (DAHF , anglicky DAHP , mnoho synonym ). Enzym, který provádí tuto reakci, DAHF syntáza (EC 2.5.1.54), je obvykle reprezentován několika izoformami ; Jsou známy 2 třídy. Dále DAHF podléhá intramolekulární aldolové kondenzaci ( cyklizaci ), která poskytuje dehydrochinát. Reakce je prováděna enzymem 3 -dehydrochinátsyntázou (EC 4.2.3.4), který vyžaduje NAD jako koenzym, který se podílí na reakčním mechanismu, protože při katalytickém aktu se hydroxylová skupina na atomu uhlíku C5 molekula DAHF je nejprve oxidována na karbonyl a dále — obnovení této karbonylové skupiny zpět na hydroxyl (mechanismus, který je charakteristický i pro jiné cyklázy fosforylovaných sacharidů [24] ). Předpokládá se, že DAHF se účastní reakce v hemiketální a- pyranózové formě (z některých důvodů je ve schématu uveden pouze vzorec otevřené keto formy DAHF).

Popsaná biosyntetická cesta pro dehydroquinát je charakteristická pro bakterie , eukaryota a některé archaea .

Cesta přes ADTH

U mnoha archeí (především zástupců typu Euryarchaeota , patřících do tříd Archaeoglobi , Halobacteria , Methanomicrobia , Methanobacteria , Methanococci , Methanopyri a také typu Thaumarchaeota ) nebyla prokázána aktivita syntázy DAHF a studie jejich genomů jakékoliv ortologové geny DAHF syntázy. Nebyly nalezeny ani ortology genů známé třídy 3-dehydrochinátsyntázy. Následně se ukázalo, že biosyntéza dehydrochinátu u těchto organismů probíhá jiným způsobem. V experimentech na Methanocaldococcus jannaschii bylo zjištěno, že výchozími sloučeninami jsou d -glyceraldehyd-3-fosfát , dihydroxyacetonfosfát , l -aspartát-4-semialdehyd . d -Glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroxyacetonfosfát (glyceron-fosfát) se tvoří v buňce různými způsoby, včetně systému transketolázy, transaldolázových reakcí a během glykolytického štěpení sacharidů. l -aspartát-4-semialdehyd, stejně jako jmenované triosafosfáty, nejsou specifickou sloučeninou této metabolické dráhy; vzniká redukcí β-karboxylové skupiny l - aspartátu , je prekurzorem řady proteinogenních aminokyselin ( methionin , threonin , isoleucin a také lysin v jedné ze dvou známých strategií jeho biosyntézy). Štěpením fosfátu z d -glyceraldehyd-3-fosfátu vzniká pyruvaldehyd (methylglyoxal), který pod vlivem fruktóza-1,6-difosfátaldolázy třídy I (enzym s poměrně nízkou substrátovou specifitou) [Vysvětlení. 2] kondenzuje s dihydroxyacetonfosfátem (reaguje ve volné formě nebo ve formě jiných aldolázových substrátů - d -fruktóza-1-fosfát nebo d -fruktóza-1,6-difosfát ) za vzniku 6-deoxy-5-ketofruktózy-1- fosfát (zkr. anglicky DKFP ). DKFP je dále ovlivněna další příbuznou nespecifickou aldolázou (EC 4.1.2.13 / 2.2.1.10) [Exp. 2] interaguje s l -aspartát-4-semialdehydem za vzniku 2-amino-3,7-dideoxy- d - threo -hept-6-ulozonátu (zkr. anglicky ADTH , synonymum: 2-amino-2,3,7 - trideoxy - d - lyxo -hept-6-ulozonát). Posledně jmenovaná sloučenina je oxidativně deaminována a cyklizována na dehydrochinát pod vlivem NAD-dependentního enzymu dehydrochinátsyntázy II (EC 1.4.1.24) [15] . [16]

Šestičlenný karbocyklus vzniklý cyklizací je tedy dále podroben aromatizaci (ve většině případů).

Další přeměny dehydroquinátu

Dehydrochinát lze reverzibilně redukovat NAD-, NADP- a PQQ-dependentními dehydrogenázami na chinát , jehož role v biosyntéze aromatických sloučenin je diskutována (u některých rostlin byl již identifikován enzym chináthydrolyáza, který dehydratuje chinát na šikimát, který umožňuje převést dehydrochinát na šikimát přes chinát, a to nejen přes dehydroshikimát způsobem popsaným níže) [25] . [19] Bylo však přísně prokázáno, že na cestě k prekurzorům nejdůležitějších aromatických sloučenin, pokud to není nutné, je alespoň hlavním (u všech v tomto ohledu dobře prozkoumaných organismech) reverzibilní dehydratace (enzym: 3-dehydrochinátdehydratáza (EC 4.2. 1.10), stereochemie - 1,2 - syn -eliminace pro enzymy typu I a 1,2 -anti -eliminace pro enzymy typu II) [26] dehydrochinátu na dehydroshikimát . V řadě organismů je dehydroshikimát oxidován NADP-dependentní dehydrogenázou na 3,5-didehydroshikimát nebo pod vlivem 3-dehydroshikimát dehydratázy (EC 4.2.1.118) může být reverzibilně dehydratován na aromatickou sloučeninu protokatechut (přes tyto stádia, vznik galátu , pyrokatecholu , pyrogallolu , floroglucinolu , hydroxyhydrochinonu , dalších fenolů ). Ale na cestě k nejdůležitějším aromatickým sloučeninám musí dehydroshikimát projít řadou dalších chemických změn. Dehydroshikimát je reverzibilně redukován NAD-, NADP- a PQQ-dependentními dehydrogenázami na šikimát, následuje ireverzibilní kinázová reakce (enzym: šikimátkináza (EC 2.7.1.71), makroergický donor fosforylové skupiny - ATP ). Výsledný šikimát-3-fosfát (fosfošikimát) interaguje s fosfoenolpyruvátem a vzniká 5-karboxyvinyl-shikimát-3-fosfát (enzym: EPSP syntáza , anglicky EPSP syntáza (EC 2.5.1.19)) . Poslední dvě reakce jsou považovány za přípravné pro následné eliminační reakce , nutné k dokončení π-elektronového sextetu benzenového kruhu (aromatizace). Nevratnou reakcí eliminace fosfátového aniontu vzniká chorismát (enzym: chorismátsyntáza (EC 4.2.3.5) je flavoprotein , kofaktorem je FMN červeň nebo FAD červeň , bifunkční chorismátsyntázy mají také NAD červeň nebo NADP červeň dependentní flavinreduktázovou aktivitu). Stereochemicky probíhá reakce jako 1,4 - anti -eliminace, což naznačuje složitější mechanismus (pravděpodobně radikální, s přihlédnutím ke strukturním vlastnostem substrátu a povaze kofaktorů), než je jednoduchá synchronní konjugovaná eliminace, jinak pravidla orbitální interakce by byly narušeny [27] . V přísném slova smyslu skutečná cesta šikimat končí vytvořením horismatu. Od chorismatu se rozchází nejméně sedm cest vedoucích k aromatickým sloučeninám a souvisejícím chinonům (následující obecný přehled těchto drah odráží hlavní biosyntetickou roli šikimátové dráhy).

Kyselina 3-dehydrochinová Kyselina šikimová Kyselina chorismová Kyselina prefenová Kyselina izochorismová Kyselina anthranilová Kyselina chinová Kyselina protokatechuová para - kyselina
hydroxybenzoová
ADC ADIC pyrogallol Kyselina gallová pyrokatechin Futalosin ↓

Poznámka k obrázku: Schéma ukazuje různé možné biochemické přeměny, z nichž obvykle nejsou všechny realizovány v konkrétních organismech. Nejdůležitější biochemické přeměny jsou uvedeny, ale rozmanitost možných přeměn není omezena na ně. Přestože některé z reakcí znázorněných v diagramech zde a níže jsou v zásadě reverzibilní (reverzibilita reakcí je zaznamenána v souladu s KEGG Pathway ), rovnováha za fyziologických podmínek může být téměř úplně posunuta v určitém směru v důsledku termodynamických a jiných faktory. Kanonická část šikimátové cesty se nachází v horní třetině obrázku. Malá červená šipka označuje krok blokovaný glyfosátem (EPSP syntázová reakce).

V užším smyslu je šikimátová dráha kaskádou 7 enzymatických reakcí vedoucích ke vzniku chorismátu, společného prekurzoru řady důležitých sloučenin. Stručné informace o těchto reakcích jsou shrnuty v tabulce, která je součástí přílohy.

Cesty odchylující se od chorismatu

U volně žijících živočichů bylo identifikováno nejméně sedm různých cest, které se liší od chorismátu a vedou k aromatickým sloučeninám, stejně jako souvisejícím chinonům:

přes prefenát na fenylalanin , tyrosin , fenylpropanoidy a další sloučeniny.
přes antranilát na indol , tryptofan a další sloučeniny.
přes 2-amino-4-deoxychorismat až po pigmenty a antibiotika fenazinové řady.
přes 4-amino-4-deoxychorismat na para - aminobenzoát , folát , chloramfenikol a další sloučeniny.
přes para-hydroxybenzoát k ubichinonu a dalším sloučeninám.
přes izochorismát ke strukturním derivátům naftalenu ( naftochinony ), salicylátu a dalším sloučeninám.
přes futalosin na naftochinony a případně na další sloučeniny.

Jsou známy i další přeměny chorismatu, například esterová vazba přítomná v jeho struktuře může podléhat hydrolýze. Toto je cesta k alicyklické sloučenině ( 1R , 3R , 4R )-3,4-dihydroxycyklohexan-1-karboxylát (prekurzor-startér v biosyntéze rapamycinu , takrolimu , askomycinu atd.) [28] . Biosyntéza cyklohexylkarbonyl-CoA (prekurzor asukamycinu , selamektinu , ansatrieninu A , [29] ω-cyklohexyl-mastných kyselin [29] a dalších sloučenin) může začít podobně.

Cesta přes prephenate

K izomerizaci chorismátu na prefenát dochází v důsledku [3,3] -sigmatropního přeskupení připomínajícího Claisenův přesmyk (v širším slova smyslu jde o Claisenův přesmyk). Tato reakce může nastat spontánně (tepelně), okyselení média a ohřev ji urychlí. Enzym chorismátmutáza (EC 5.4.99.5) za fyziologických podmínek urychluje reakci 2×10 6krát [ 27] .

Reakce dehydratační dekarboxylace (mechanismem je konjugovaná eliminace) prefenátu vede k fenylpyruvátu . Tato reakce je schopna probíhat spontánně (tepelně je kyselé prostředí silným katalyzátorem), pro její urychlení existují enzymy: specifická prefenátdehydratáza (EC 4.2.1.51) a nespecifická karboxycyklohexadienyldehydratáza (EC 4.2.1.91). Reverzibilní transaminací fenylpyruvátu vzniká proteinogenní aminokyselina fenylalanin .

Oxidační dekarboxylace (oxidační činidlo - NAD ox nebo NADP ox , enzymy - prefenátdehydrogenáza) prefenátu vede k 4-hydroxyfenylpyruvátu , jehož reverzibilní transaminací vzniká proteinogenní aminokyselina tyrosin .

Známá je i cesta k fenylalaninu a tyrosinu přes arogenát (pretyrosin). Arogenát se získá transaminací prefenátu. Dehydratační dekarboxylace arogenátu vede k fenylalaninu a oxidativní dekarboxylace (oxidační činidlo - NAD ox nebo NADP ox ) arogenátu vede k tyrosinu. U zelených rostlin a sinic obvykle převládá cesta biosyntézy fenylalaninu a/nebo tyrosinu přes arogenát.

U některých organismů (mutanti Neurospora crassa atd. ) byly nalezeny spiroarogenát ( laktamový derivát arogenátu) a d - prefenyllaktát ( derivát prefenátu s redukovaným karbonylem ), které jsou rovněž náchylné k aromatizaci. [třicet]

Mnoho organismů, včetně zvířat a lidí, má enzym aerobní tetrahydrobiopterin -dependentní fenylalanin-4-monooxygenázu (synonymum: fenylalanin-4-hydroxyláza, EC 1.14.16.1), který provádí jednosměrnou hydroxylaci fenylalaninu na tyrosin.

Z fenylpyruvátu, 4-hydroxyfenylpyruvátu, fenylalaninu, tyrosinu a jejich metabolických produktů vzniká obrovské množství různých aromatických sloučenin ( fenylpropanoidy , katecholaminy , různé peptidy , mnoho alkaloidů ( isochinolin , tropan , protoalkaloidy), mnoho glykosidů , nejznámější kumariny ) , koenzymy PQQ a F420 , ligniny , melaniny a mnoho dalších). 4-Hydroxyfenylpyruvát se oxiduje (za současné migrace a dekarboxylace ketokarboxyethylového substituentu) na homogentisát , který je prekurzorem tokoferolů , plastochinon . Benzoát , p - hydroxybenzoát , salicylát , protokatechát , phanylacetát , hydrochinon mohou být produkty biologického rozkladu sloučenin syntetizovaných prefenátem, kromě toho p -hydroxybenzoát, salicylát a hydrochinon mohou být syntetizovány z chorismátu jinými cestami.

The Path Through Anthranilát

Antranilát je syntetizován z chorismátu enzymem antranilátsyntáza (EC 4.1.3.27). Donorem aminoskupiny je amidový dusík glutaminu nebo amonia . Antranilát je prekurzorem indolu a proteinogenní aminokyseliny tryptofanu .

Poslední tři jmenované sloučeniny jsou prekurzory mnoha sloučenin: indol , chinolin , chinazolin , akridonové alkaloidy, benzoxazinoidy atd . Například antranilát slouží jako prekurzor tzv . pyo formylkarbostyrilu), indol je prekurzorem indikanu a antibiotikum pyrrolnitrin se syntetizuje z tryptofanu. Pyrokatechin (katechol) vzniká jako výsledek dekarboxylace protokatechátu a může být také syntetizován z antranilátu, ze salicylátu.

Cesta přes antranilát je blízká cestě přes 2-amino-4-deoxychorismat; tyto dráhy jsou považovány za nezávislé, protože antranilát a 2-amino-4-deoxychorismat jsou produkovány z chorismátu různými enzymy.

Cesta přes 2-amino-4-deoxychorismat

Enzym 2-amino-4-deoxychorismatsyntáza (EC 2.6.1.86) produkuje z chorismatu 2-amino-4-deoxychorismat (2-amino-2-deoxyisochorismát, zkr. ADIC ) a otevírá cestu ke strukturním derivátům fenazinu . Donorem aminoskupiny je amidový dusík glutaminu . Dále dochází k enzymatické hydrolýze esterové vazby 2-amino-4-deoxychorismatu, která poskytuje ( 5S , 6S )-6-amino-5-hydroxycyklohexa-1,3-dien-1-karboxylát, který je dále pod vliv enzymu (EC 5.3 .3.-) isomerizuje na (1 R , 6S )-6-amino-5-ketocyklohexa-2-en-1-karboxylát. Posledně jmenovaná sloučenina prochází diagonálně symetrickou dimerizací, jejímž výsledkem je prekurzor s předem vytvořenou strukturou fenazinových sloučenin. Výsledkem dalších metabolických přeměn této sloučeniny v bakteriích je tvorba pigmentů a antibiotik fenazinové řady, včetně nesubstituovaného fenazinu , žlutého fenazinkarboxylátu, 2-hydroxyfenazinu, modrého nefluorescenčního pigmentu s antibiotickou aktivitou pyocyaninu ( Pseudomonas aeruginosa ) , safenamyciny , esmeraldiny (dimerní fenaziny) [31] .

Různé sady fenazinových sloučenin jsou produkovány různými bakteriemi ( Pseudomonas , Streptomyces , Nocardia , Sorangium , Brevibacterium , Burkholderia , Erwinia , Vibrio , Pelagiobacter , Brevibacterium , Pantoea agglomerans , atd.), mezi sloučeninami Meinafenazinethanarcosa . Fenazinový operon ( phz -operon) obvykle obsahuje gen phz C. Tento gen kóduje DAHF syntázu II. třídy, která je strukturálně velmi odlišná od aminokyselinami regulovaných DAHF syntáz I. třídy (prokaryotická DAHF syntáza PhzC je strukturálně bližší DAHF syntázám vyšších rostlin (patří také do třídy II) než prokaryotických DAHF syntáz I. třídy (AroF, AroG, AroH), ke kterým jsou kvasinkové DAHF syntázy homologní). Vzhledem k tomu, že phzoperon obsahuje samostatný gen s funkcí DAHF-syntázy, je zřejmé, že výměna fenazinů může mít silný regulační účinek na celou dráhu šikimátu [31] .

Sloučeniny fenazinu jsou strukturní deriváty chinoxalinu (benzpyrazinu). Z tryptofanu lze také syntetizovat určité strukturní deriváty chinoxalinu.

Je znám flavoprotein (obsahuje FMN , EC 1.3.99.24), který oxiduje 2-amino-4-deoxychorismat na 3-(karboxyvinyloxy)-anthranilát, který je součástí struktury některých endiynových antibiotik při jejich biosyntéze. Přes antranilát mohou vznikat také prekurzory endiynových antibiotik.

Cesta přes 4-amino-4-deoxychorismat

Izomerní antranilát para - aminobenzoát je syntetizován z chorismátu přes 4-amino-4-deoxychorismat (zkr. anglicky ADC ) enzymem para -aminobenzoát syntáza (EC 2.6.1.85 + EC 4.1.3.38). Donorem aminoskupiny je amidový dusík glutaminu. para -aminobenzoát je prekurzorem koenzymů folátové řady ( THF , THMPT atd.). para -aminobenzoát a jeho metabolické deriváty jsou startovacími jednotkami biosyntézy některých antibiotik ( kandicidin-D , chachimyciny (tricomycin), levorin aj.), zbytek para -aminobenzoátu je součástí antibiotik plicacetin , norplicacetin , amycetin , bamycetin , atd. Oxidací aminoskupiny vzniká para -aminobenzoát, para -nitrobenzoát , který je ve složení thioetheru s koenzymem A prekurzorem-startérem biosyntézy aureotinu [32] . Spontánní nebo enzymatická hydrolýza esterové vazby 4-amino-4-deoxychorismatu vede k ( 3R , 4R )-4-amino-3-dihydroxycyklohexa-1,5-dien-1-karboxylátu. V některých mikroorganismech byl identifikován enzym, který katalyzuje podobný chorismátmutáza [3,3]-sigmatropní přesmyk 4-amino-4-deoxychorismatu na 4-amino-4-deoxyprefenát [23] . Tato reakce představuje krok v biosyntéze neproteinogenní aminokyseliny para -aminofenylalaninu . para -Aminofenylalanin je prekurzorem několika známých antibiotik, ze kterého vzniká 4-(dimethylamino)-fenylalanin (zbytek je součástí struktury některých cyklických peptidových antibiotik, např. pristinamycin - IA), [33] odst . -nitrofenylserinol (prekurzor chloramfenikolu ) [34] .

Cesta přes para - hydroxybenzoát

Chorismát pyruvát lyáza (EC 4.1.3.40) katalyzuje eliminaci pyruvátu z chorismátu , což vede k para - hydroxybenzoátu . Toto není jediný způsob biosyntézy para - hydroxybenzoátu, který může být také vytvořen z fenylalaninu a tyrosinu přes para -kumarát (rostliny, zvířata, mnoho bakterií). para -Hydroxybenzoát je prekurzorem ubichinonu, [35] rostlinných glykosidů , shikoninu a dalších sloučenin.

Cesta přes izochorismat

Chorismáthydroxymutáza (isochorismátsyntáza, EC 5.4.4.2) provádí reverzibilní izomeraci chorismátu na izochorismát . Isochorismat je prekurzorem salicylátu , 2,3-dihydroxybenzoátu (pyrocatechat) [ 36] (prekurzor sideroforických sloučenin, jako jsou enterobaktiny ), ortho -sukcinylbenzoátu (prekurzor menachinonů, fylochinonů , stejně jako alizarinu , juglone , lawson , dunnion , mollugin ), mnoho dalších sloučenin. Z izochorismátu se salicylát syntetizuje eliminací pyruvátu (hlavní, ale ne jediný způsob biosyntézy salicylátu). Jsou známy pericyklické i nepericyklické mechanismy této reakce a byly popsány oba odpovídající typy enzymatické aktivity [ 37] . [38] U některých organismů je známo, že enzym (isochorismátmutáza) katalyzuje [3,3]-sigmatropické přeskupení isochorismátu na isoprefenát [39] . [23] Z izoprefenátu vznikají neproteinogenní aminokyseliny meta - karboxyfenylalanin a meta - karboxytyrosin, sekundární metabolity vyšších rostlin ( Nicotiana silvestris , Iris sp. aj.) [40] . [39] [41] Isoprefenát je nejpravděpodobnějším prekurzorem 3-formyltyrosinu nalezeného v Pseudoalteromonas tunicata [42] .

Kyselina izochorismová kyselina ortho -sukcinylbenzoová
Kyselina isoprefenová Kyselina salicylová Kyselina pyrokatechuová Menachinony, fylochinony Cesta futalosinu

Bioinformatická analýza sekvenovaných genomů vedla u některých prokaryot ( Streptomyces spp. , Helicobacter pylori , Campylobacter jejuni ) k objevení další cesty od chorismátu k menachinonům. Na začátku této dráhy vzniká futalosin (aminodeoxyfutalosin) z chorismátu, inosinu ( adenosinu ) a fosfoenolpyruvátu během enzymatické reakce [43] . [44]

Při syntéze menachinonů přes izochorismátovou a futalosinovou dráhu je pozorován odlišný charakter inkluze do struktury skupin atomů, které tvoří kostru výchozích sloučenin (v těchto drahách je dokončen druhý (chinoidní) karbocyklus ke karbocyklu chorismátu z různých stran) [43] [45] .

Nearomatické produkty šikimátové dráhy

Šikimátová dráha je specializovanou cestou pro biosyntézu aromatických sloučenin, ale lze ji považovat za zdroj řady nearomatických sloučenin. Jedná se především o sloučeniny vzniklé z aromatických produktů šikimátové dráhy v důsledku jejich ztráty aromaticity. Příkladem je diene-isokyanidové antibiotikum (produkované Trichoderma hamatum ), jehož prekurzorem je tyrosin: [46]

Jiný příklad: fenylacetát (produkt metabolických přeměn fenylpyruvátu a fenylalaninu) je biosyntetickým prekurzorem některých strukturních derivátů cykloheptanu (ω-cykloheptyl-mastné kyseliny) [29] [47] .

V jiných případech mohou benzenové kruhy šikimátového původu ztratit aromaticitu, aniž by došlo k porušení nebo přeskupení uhlíkové kostry. Rhodopseudomonas palustris je tedy schopen využívat aromatické sloučeniny, zejména dearomatizuje benzoát, hydrogenuje jej na cyklohex-1-en-1-karboxylát za fototrofních anaerobních podmínek (další využití druhého je schopno pokrýt potřebu uhlíku buňky) [ 48] . Sinicový dipeptid radiosumin sestává z modifikovaných aminokyselinových zbytků, které jsou pravděpodobně metabolickými deriváty para - aminofenylalaninu s částečně hydrogenovanými kruhy [49] . Současně bylo zjištěno, že vnitřní biosyntetické dráhy různých nearomatických strukturních derivátů aromatických aminokyselin, jako je 2,5-dihydrofenylalanin, [50] [51] 2,5-dihydrotyrosin, [51] tetrahydrofenylalanin , [50] [51] tetrahydrotyrosin, [51] [52] [53] 2,5-dihydrostilben, [51] 2-karboxy-6-hydroxyoktahydroindol [50] [51] (strukturní složka sinicového peptidu eruginosinu ) , [50] antikapsin [51] [52] [53] [54] (prekurzor bacilizinu ), [50] [52] [53] [54] pocházejí z prefenátu. Známý enzym, prefenátdekarboxyláza, se účastní syntézy těchto sloučenin a dekarboxyluje prefenát bez současné dehydratace nebo oxidace, čímž se zabrání aromatizaci, která je charakteristická pro známější metabolické přeměny prefenátu [52] . [50] [51] Z prefenátu vzniká také ketomycin (antibiotikum s alicyklickou strukturou) [55] .

Známé jsou také nearomatické produkty, syntetizované z relativně raných nearomatických meziproduktů šikimátové dráhy. Příklady takových produktů zahrnují mykosporiny (mykosporinům podobné aminokyseliny), které se nacházejí v taxonomicky odlišných mořských, sladkovodních a suchozemských organismech. Jedna z metabolických drah vedoucích k mykosporinům odbočuje ze šikimátové dráhy na úrovni dehydrochinátu. Existence této cesty byla prokázána v experimentech s ascomycetou Trichothecium roseum [56] . Další identifikovaná ( Cyaneans : Nostoc punctiforme , Chlorogloeopsis sp. ) cesta biosyntézy mykosporinů nevyužívá meziprodukty šikimátové dráhy, ale probíhá za účasti 2 - epi -5- epi - valiolon syntázy, homologu 3-dehydrochinátsyntázy. Mateřskou sloučeninou je d -sedoheptulóza-7-fosfát, centrální metabolit, sloučenina, která má určité strukturní podobnosti s DAHF [57] .

Kyselina 3-dehydrochinová deoxygaduzol d -Sedoheptulóza-7-fosfát
( pyranosová forma ) Mykosporiny
(obecný vzorec)

Známé jsou také produkty interakce aromatických produktů šikimátové dráhy s nearomatickými meziprodukty šikimátové dráhy. 5 - O - kofeoylshikimát (daktylyfrát) a 3- O -kafeoylshikimát (neodaktylyfrat) jsou tedy kyselina šikimová, ve které je C5-hydroxyl (resp. C3-hydroxyl) esterifikovaný zbytkem aromatické kyseliny kávové [58] . Známé deriváty chinátu podobné struktury jsou chlorogenát a neochlorogenát [59] .

Termodynamický aspekt

Termochemie a kinetika jednotlivých reakcí šikimátové dráhy jsou dobře známy. Byly provedeny speciální termodynamické studie a výpočty. Níže jsou uvedeny údaje o jednotlivých reakcích.

1 ). Termodynamika syntázové reakce DAHF [60] [61]

FEP ( aq ) + d -E4F ( aq ) + H20 ( 1 ) = DAHF ( aq ) + F ( aq )

( C 3 H 2 O 6 P ) 3 − ( aq ) + ( C 4 H 7 O 7 P ) 2 − ( aq ) + H 2 O ( l ) = ( C 7 H 10 O 10 P ) 3 − ( aq ) + ( H0 4 P ) 2− ( aq )

Tepelný účinek reakce (změna entalpie systému, molární entalpie reakce), měřeno kalorimetricky při T = 298,15 K , pH = 8,18, Im = 0,090 mol/kg , Tris + HCl pufr ; ustálená zdánlivá rovnovážná konstanta K′ > 1,4•10 3 :

Δ r H m (cal) = −(67,7 ± 1,5) kJ/mol

Vypočtená standardní molární entalpie reakce (T = 298,15 K a I m = 0):

Δ r H ɵ m = −(70,0 ± 3,0) kJ/mol (~ −17 kcal/mol)

Vypočtená standardní Gibbsova molární volná energie reakce (T = 298,15 K a I m = 0):

Δ r G ɵ m ≈ −39 kJ/mol

Vypočtená ( ) rovnovážná konstanta (T = 298,15 K a I m = 0): ${\displaystyle \ K^{\ominus }=e^{-\Delta G_{m}^{\ominus }/RT))$

K ɵ ≈ 7•10 6

2). Termodynamika reakce 3-dehydrochinátsyntázy [61] [62]

DAHF ( aq ) = DHQ ( aq ) + F ( aq )

( C7H10O10P ) 3− ( aq ) = ( C7H9O6 ) − ( aq ) + ( H04P ) 2− ( aq ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Tepelný účinek reakce, měřený kalorimetricky ( HEPES + NaOH pufr, T = 298,15 K, pH = 7,46, I m = 0,070 mol/kg):

Δ r H m (cal) = −(50,9 ± 1,1) kJ/mol

Vypočtená standardní molární entalpie reakce (T = 298,15 K a I m = 0):

Δ r H ɵ m = −(51,1 ± 4,5) kJ/mol (~ −12 kcal/mol)

Vypočtená rovnovážná konstanta (T = 298,15 K a I m = 0):

K ≈ 2•10 14

3). Termodynamika 3-dehydrochinát-dehydratázové reakce [61] [62]

DHQ ( aq ) = DHS ( aq ) + H2O ( 1 )

( C 7 H 9 O 6 ) − ( aq ) = ( C 7 H 7 O 5 ) − ( aq ) + H 2 O ( l )

Tepelný účinek reakce, měřený kalorimetricky (HEPES + NaOH pufr, T = 298,15 K, pH = 7,42, I m = 0,069 mol/kg):

A r H m (cal) = 2,3 ± 2,3 kJ/mol

Vypočtená standardní molární entalpie reakce (T = 298,15 K a I m = 0):

Δ r H ɵ m = 2,3 ± 2,3 kJ/mol (~ 0,5 kcal/mol)

Vypočtená rovnovážná konstanta (T = 298,15 K a I m = 0):

K = 4,6 ± 1,5

čtyři). Termodynamika reakce šikimátdehydrogenázy [61]

šikimát( aq ) + NADP( aq ) = dehydroshikimát( aq ) + NADPH( aq )

Na základě spektrofotometrických dat byly získány následující hodnoty rovnovážných konstant pro tuto reakci:

K' = 0,097 (T = 298,15 K, pH = 7,6)

K' = 0,18 (T = 303,15 K, pH = 7,8, Tris + HCl pufr)

K' = 0,175 (T = 303,15 K, pH = 7,9, Tris 0,067 mol/dm3 pufr )

K' = 0,036 (T = 303,15 K, pH = 7,0, Tris + HCl pufr)

K' = 0,0361 (T = 303,15 K, pH = 7,0, Tris 0,067 mol/dm3 pufr )

osm). Termodynamika reakce chorismátmutázy [61] [63] [64]

horismat( aq ) = prephenate( aq )

Vypočtené (s využitím teorie molekulárních orbitalů ) hodnoty aktivační energie chorismátu v plynné fázi:

Dianiontová forma: 277,4 kJ/mol ( konformace stavu židle ), 282,8 kJ/mol (konformace lázně). Protonace stabilizuje přechodné formy: aktivační energie pro konformaci „židle“ a „lázňovou“ konformaci dikyselinové formy nabývá hodnot 247,3 kJ/mol, respektive 248,5 kJ/mol, ve vodném roztoku dokáže pokles na 86,6 kJ/mol. Protože rozdíly v aktivačních energiích jsou nevýznamné, je obtížné určit převládající cestu (přes „křeslo“ nebo přes „lázni“) neenzymatické přeměny chorismátu na prefenát. Chorismatmutase, který má největší afinitu ke konkrétnímu přechodnému stavu, využívá cestu přes „židle“.

Tepelný účinek reakce, měřený kalorimetricky (T = 298,15 K):

Δ r H m (cal) = −(55,4 ± 2,3) kJ/mol (~ −13 kcal/mol)

Hodnota tepelného efektu (−46,4 kJ/mol) získaná pomocí kvantově mechanických výpočtů je v dobré shodě s experimentálně naměřenou, což potvrzuje jak dostatečně hluboké pochopení podstaty této reakce, tak i adekvátnost teoretických modelů použitých pro výpočty.

Odhadovaná hodnota standardní molární entropie reakce:

Δ r S ɵ m ≈ 3 J/mol·K

Vypočtená standardní molární Gibbsova energie reakce (T = 298,15 K):

Δ r G ɵ m ≈ −56 kJ/mol

Odhadovaná rovnovážná konstanta:

K ≈ 7•10 9 (pro konverzi chorismátu 2− ( aq ) na prefenát 2− ( aq ) při T = 298,15 K). Pro všechny praktické účely lze tuto reakci považovat za nevratnou, zatímco schémata KEGG Pathway označují reakci jako reverzibilní.

Vztah s jinými metabolickými cestami

Kromě zřejmých spojení s cestami, které produkují původní sloučeniny šikimátové dráhy, lze na samostatných příkladech zdůraznit další druhy spojení s jinými metabolickými cestami.

Některé sloučeniny mohou být syntetizovány cestou šikimátu, ale tato cesta pro ně není jedinou možnou biosyntetickou cestou.

V některých organismech tak může být protokatechát syntetizován z dehydroshikimátu (hlavně při jeho katabolickém využití). Protokatechát je také typickým metabolitem vznikajícím při biodegradaci aromatických a hydroaromatických sloučenin různého původu. Například produkt polyketidové dráhy 6-methylsalicylát pod vlivem 6-methylsalicylátdekarboxylázy (EC 4.1.1.52) je dekarboxylován na meta- kresol , který sérií oxidačních reakcí methylové skupiny NADP- závislé dehydrogenázy, mohou poskytnout protokatechát.

Kyselina protokatechuová je jedním z hlavních meziproduktů biologického rozkladu takových sloučenin, jako je toluen, [65] PAH, [66] benzoová, [67] kyselina ftalová a tereftalová [66] , některá aza barviva [68] a další sloučeniny.

V rostlinách se galát tvoří v reakcích dráhy kyseliny šikimové, ale u hub může být tato sloučenina syntetizována cestou polyketidu. [69]

Jiný druh interakce metabolických drah lze zaznamenat při syntéze někdy samostatně izolovaných tzv. sloučenin smíšené (dráhy) biosyntézy. Jako příklad takových sloučenin smíšené biosyntézy lze jmenovat terpenoidní chinony, v jejichž složení molekul lze snadno rozlišit mezi cyklickou strukturou šikimátového původu a isoprenoidním postranním řetězcem. Struktura mnoha přírodních sloučenin obsahuje benzenové kruhy syntetizované různými způsoby, včetně šikimátových a polyketidových drah. Dobře známým příkladem sloučenin tohoto typu jsou flavonoidy , ve kterých je kruh B šikimátového původu a kruh A je tvořen polyketidovou cestou.

Katabolická cesta quinát-shikimát

Kromě biosyntetické šikimátové dráhy existuje také chinát-šikimátová katabolická dráha (někdy také nazývaná hydroaromatická dráha), která je zodpovědná za rychlé využití nadbytečného množství chininové, šikimové a dehydroshikimové kyseliny. Přebytečný šikimát a chinát, které mohou vstoupit do buňky exogenně prostřednictvím speciálních nosičů, se v důsledku reverzibilních reakcí přemění na dehydroshikimát, který se dále dehydratuje na protokatechát (tyto reakce byly již zmíněny výše). Protokatechát je dále degradován dioxygenázou orto -štěpením na 3-ketoadipát, který se následně rozkládá na substráty Krebsova cyklu (acetyl-CoA, sukcinyl-CoA) - tzv. ketoadipátová dráha . Protokatechát, který je podroben meta -štěpení dioxygenázou, degraduje na pyruvát a formiát (méně obvyklý způsob disimilace protokatechátu). U hub ( Neurospora crassa ) [70] a bakterií ( Corynebacterium glutamicum ) [71] je známa indukovatelná katabolická dráha chinát-shikimát . Pomocí katabolické dráhy chinát-shikimát jsou tyto organismy schopny růst s použitím kyseliny chininové nebo šikimové jako jediného zdroje uhlíku a energie.

Geny a enzymy

Stručné informace o enzymech a reakcích, které katalyzují, jsou shrnuty v tabulce, která je součástí přílohy.

Prokaryotické geny odpovědné za sedm reakcí, které tvoří cestu od d -erytróza-4-fosfátu a fosfoenolpyruvátu k chorismátu, se ve většině případů nazývají geny aro ( aro A , aro B , aro C , aro D , aro E , aro F , aro G , aro H , aro K , aro L , aro Q , aro 1 , aro B-1 , aro B-2 , aro DE , aro KB a některé další). Geny odpovědné za tvorbu fenylalaninu a tyrosinu z chorismátu jsou geny phe a tyr ( phe A, phe C, tyr A, tyr Aa, tyr B atd.), geny biosyntézy tryptofanu jsou geny trp ( trp A, trp B, trp C, trp D, trp E, trp F, trp G, trp CF, trp EG, trp GD atd.). Geny qui A , qui B , qut E , qa- 3 , ydi B , shi A a některé další mohou být také nezbytné pro dráhu šikimátu . Některé aro- , phe- a trp- geny přímo nesouvisejí se zde uvažovanými biochemickými procesy, ale nepřímo je ovlivňují. Například aro P je gen zodpovědný za transport aromatických aminokyselin, phe P je gen kódující permeázu specifickou pro fenylalanin , phe S, phe T, tyr S, trp S jsou geny pro odpovídající aminoacyl-tRNA syntetázy ( podjednotky v případě fenylalaninu) . Funkce genů aro I, aro M (nezaměňovat s eukaryotickým supergenem arom ) nebyla stanovena (k září 1998), nicméně prostředí (včetně domnělých regulačních oblastí) těchto genů naznačuje, že jsou nějak funkčně souvisí s výměnou aromatických sloučenin. Pro rostlinné geny byl navržen název shk -genes [19] .

Geny šikimátové dráhy jsou široce rozptýleny po celém genomu a následují v jiném pořadí i u poměrně blízkých druhů, zpravidla nejsou součástí jednoho regulonu (ačkoli tendence ke shlukování je pozorována u archaických genomů). V genomu archaebakterie Halobacterium salinarum jsou zahrnuty geny pro počáteční stadia šikimátové dráhy (OE1472F, paralogový gen fba 2, fruktóza-1,6-difosfátaldoláza třídy I a OE1475F, gen dehydrochinátsyntázy II). tryptofanový operon. Pseudogenes jsou také známé . U lactobacillus Lactobacillus delbrueckii subsp. , který nemá šikimátovou dráhu . bulgaricus ATCC 11842, například existují pseudogeny aro A(pseudo), aro C(pseudo), aro K(pseudo).

U vyšších rostlin jsou geny šikimátové dráhy lokalizovány v jaderných chromozomech a obsahují charakteristické plastidové signální sekvence (kódující vedoucí N-koncovou signální sekvenci polypeptidu) nezbytné pro transport proteinových produktů těchto genů do plastidů. [72]

Pro plné fungování enzymového systému šikimátové dráhy je nutná přítomnost určité sady kofaktorů, včetně iontů kovů s dvojitým nábojem (Mg 2+ , Ca 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Co 2+ , Ni2 + , Cu2 + , Zn2 + atd.). Jednotlivé enzymy mohou být náročné na přítomnost určitého iontu v médiu, jiné ionty mohou působit inhibičně, v případě jiných enzymů jsou tyto ionty do určité míry zaměnitelné. Enzymy pocházející z různých organismů a někdy isoenzymy stejného organismu se mohou velmi lišit ve vztahu k aktivačním iontům. Například dehydrochinátsyntáza Pyrococcus furiosus vykazuje maximální aktivitu v přítomnosti Cd 2+ (v přítomnosti jakéhokoli jiného iontu je aktivita nižší nebo chybí), u dehydrochinátsyntáz z jiných zdrojů jsou takové nároky na přítomnost kadmiových kationtů. nepozorováno [73] .

Téměř všechny popsané enzymy samotné šikimátové dráhy (7 reakcí) jsou monomerní, nebo se jedná o homodimerní, homotetramerní, homohexamerní proteiny s počtem aktivních center odpovídajícím počtu podjednotek. Mezi různými enzymy pro další přeměny chorismatu jsou heteromerní proteiny. Nekovalentní enzymové komplexy také existují a byly charakterizovány (např. DAHF syntáza/chorismatmutáza + šikimátkináza v Bacillus subtilis ).

Fusion

Enzymy šikimátové dráhy jsou v mnoha případech multifunkční. Tyto proteiny jsou produkty fúzovaných genů . Mezi enzymy šikimátové dráhy jsou známy následující bifunkční proteiny:

3-dehydrochinátsyntáza/dehydrochinátdehydratáza ( Rhizopus )
dehydrochinátdehydratáza/shikimátdehydrogenáza ( aro DE genový produkt Chlamydia , Treponema atd.)
šikimátkináza/3-dehydrochinátsyntáza ( aro KB genový produkt Escherichia atd.)
šikimátkináza /šikimátdehydrogenáza ( Methanoplanus petrolearius atd.)
šikimát kináza/EPSP syntáza ( Plasmodium )
chorismátsyntáza/flavinreduktáza (známá v mnoha aerobních organismech)
DAHF syntáza/chorismatmutáza ( produkt genu aro AG Bacillus subtilis ).

Trifunkční proteiny:

3-dehydrochinátsyntáza/chorismatsyntáza/flavinreduktáza (NADP red - dependent) (známá u Bacillus subtilis )

Multifunkční proteiny jsou také dobře známé mezi enzymy pro další transformace chorismátu:

chorismátmutáza/prefenátdehydratáza ( produkt genu phe A Escherichia atd.)
chorismátmutáza/prefenátdehydrogenáza (produkt genu Escherichia tyr A atd.)
antranilát syntáza/anthranilát fosforibosyl transferáza ( produkt genu trp GD Escherichia , Shigella , Citrobacter , Salmonella , Klebsiella , Enterobacter ).
antranilátsyntáza/indol-3-glycerolfosfátsyntáza (TRP3)
antranilát syntáza / indol-3-glycerol fosfát syntáza / fosforibosyl antranilát izomeráza (TRP1)
indol-3-glycerol-fosfát syntáza/fosforibosyl antranilát izomeráza ( produkt genu trp CF)
tryptofan syntáza/fosforibozylanthranilát izomeráza ( produkt genu trp BF)
para -aminobenzoát syntáza/4-amino-4-deoxychorismát lyáza ( pab BC genový produkt)
tetrafunkční protein PHYLLO (známý u rostlin, katalyzuje 4 po sobě jdoucí reakce, v důsledku čehož se z chorismatu syntetizuje sukcinylbenzoát)
atd.

Pentafunkční protein aroma

U eukaryot ( protistů , hub ) je znám cytoplazmatický pentafunkční protein arom (produkt arom -supergenu), který se v jednom polypeptidovém řetězci kombinuje s 3-dehydrochinátsyntázou (EC 4.2.3.4), 3-fosfošikimát-1- karboxyvinyl aktivity transferázy (EC 2.5 .1.19), šikimátkinázy (EC 2.7.1.71), 3-dehydrochinátdehydratázy (EC 4.2.1.10, typ I) a šikimátdehydrogenázy (EC 1.1.1.25) (domény jsou uvedeny v pořadí od N -konec). Arom protein tedy provádí všech pět reakcí na cestě z DAHF k 5-karboxyvinyl-shikimát-3-fosfátu. Arom protein Rhizoctonia solani (původce kořenové hniloby zemědělských rostlin) se skládá z 1618 aminokyselinových zbytků a má hmotnost 173 kDa, v plně funkčním stavu obsahuje kromě dalších nezbytných kofaktorů (NAD ox ) dva zinkové ionty Zn 2+ [74] .

Genetická architektura

Organizace v genomech nejvýznamnějších modelových organismů (byly vybrány evolučně nejvzdálenější organismy, vybrány nejstudovanější kmeny):

Umístění genů aro v chromozomu ( nukleoid , kruhová molekula DNA, 4,6 milionů párů bází) Escherichia coli K-12 ( Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655):

aro P ( transkripce : ←, funkce: transport aromatických aminokyselin, chromozomální poloha: 120178..121551, tradiční umístění na mapě : 2.6), aro L (→, šikimát kináza, 406405..406929, 8.7) , aro M (→, funkce neznámá, 407428..408105, 8.8), aro G ( →, fenylalaninem regulovaná DAHF syntáza, 785633..786685, 16.9), aro A (→, EPSP syntáza, 958812..960075, 2 , mutanty rezistentní vůči kyselině indolakrylové, transport, 28.3), aro D (→, 3-dehydrochinát dehydratáza, 1774686..1775444, 38.2), aro H (→, tryptofanem regulovaná DAHF syntáza, 1788435..17895.81 C (←, chorismát syntáza, 2446388..2447473, 52.7), aro F (←, DAHF-syntáza, regulovaný tyrosin, 2740080..2741150, 59.0), aro E (←, dehydroshikimát redukt.34703839.8. , aro KB (←, šikimátkináza/3-dehydrochinátsyntáza, 3517398..3519064, 75,8), aro I (—, funkce neznámá, 84,2) [75] . [76] [77]

Umístění genů šikimátové dráhy v chromozomu (nukleoid, kruhová molekula DNA, 5842795 párů bází) Microcystis aeruginosa NIES-843:

ccm A (transkripce: →, funkce: DAHF syntáza, chromozomální pozice: 557559..558614), aro A (→, EPSF syntáza, 1380521..1381861), aro C (←, chorismát syntáza, 170779083.), 370779083 . K (→, šikimát kináza, 1927033..1927605), aro B ( →, 3-dehydrochinátsyntáza, 2361918..2363018), aro Q (←, 3-arochinátdehydratáza, 2783501..2783 šikimát dehydrogenáza, 3416423..3417283) [78] .

Umístění genů šikimátové dráhy na chromozomu (nukleoidní, lineární nebo pseudokruhová molekula DNA, 9025608 párů bází) Streptomyces avermitilis MA-4680 :

aro E (funkce: šikimát dehydrogenáza, chromozomální poloha: 2173767..2174642, komplement), aro A (EPSP syntáza, 3800068..3801408), aro G (DAHF syntáza, 7323905..732529 dehydratáza , 732529 dehydroáza, 7325257 ..7539270), aro E (shikimát dehydrogenáza, 8180666..8181502), aro C (chorismatsyntáza, 8181892..8183076), aro K (shikimát kináza, 8183073..8th - 818358 synáza,818358 ..8184676) [79] .

Umístění genů šikimátové dráhy v chromozomu (nukleoid, kruhová molekula DNA, 4093599 párů bází) Bacillus subtilis BSn5 :

BSn5_01775 (transkripce: ←, funkce: EPSP syntáza, pozice v chromozomu: 345012..346298), aro B (←, 3-dehydrochinátsyntáza, 355073..356161), BSn5_018161syntáza,3flasyntáza,61flasa/30 .357333), aro D (←, dehydrochinát dehydratáza, 389768..390535), BSn5_02785 (←, dehydrochinát dehydratáza, 518894..519340), aro E (←, shikimát dehydrogenáza,24DA_0,5272BS.56n) syntáza/chorismatmutáza, 1053966..1055042), aroK ( →, šikimátkináza, 2554497..2555057) [80] .

Umístění genů šikimátové dráhy v chromozomu (nukleoid, kruhová molekula DNA, 1664970 bp) Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661:

MJ_0246 (transkripce: ←, funkce: chorismátmutáza, pozice v chromozomu: 233695..233994), MJ_0400 (→, ortolog fruktóza-bisfosfátaldoláza, 361590..362411), MJ_050.42 (MJ_050.42) , MJ_1084 ( aro E) (→, šikimátdehydrogenáza, 1022757..1023605), MJ_1175 (←, chorismátsyntáza, 1113783..1114919), MJ_1249 (→4,4,4,91111112quinas,9_2 šikimátkináza (nadrodina GHMP-kináz), 1407283..1408131), MJ_1454 (aroD ) (←, 3-dehydrochinát dehydratáza, 1423963..1424625) [81] .

Umístění genů šikimátové dráhy v chromozomu (nukleoid, kruhová molekula DNA, 1669696 párů bází) Aeropyrum pernix K1:

aro C (transkripce: ←, funkce: chorismátsyntáza, pozice v chromozomu: 384859..386001), aro A (←, EPSF syntáza, 385991..387274), aro K (← , shikimátkináza (GHHMP)-kináza , 387262..388104), aro E (←, šikimát dehydrogenáza, 388104..388925), aro D (←, dehydrochinát dehydratáza, 388922..389590), aro B (←, 3-dehydrochinát syntéza 3904..97.3) , aro G (←, DAHF syntáza, 390655..391467), aro A (←, EPSF syntáza, 892465..893724) [82] .

Umístění genů šikimátové dráhy v chromozomech Saccharomyces cerevisiae S288c ( haploidní počet chromozomů je 16): [83]

Gen	Produkt (funkce)	Chromozóm	Velikost celého chromozomu (páry nukleotidů)	Pozice genu na chromozomu	sémantický řetězec	introny
ARO3	DAHF syntáza	IV	1 531 933	521816..522928		−
ARO4	DAHF syntáza	II	813 184	716882..717994	doplněk	−
ARO1	Pentafunkční protein aroma	IV	1 531 933	704484..709250		−
ARO2	Chorismát syntáza	VII	1 090 940	226399..227529		−
ARO7	Chorismat-mutaza	XVI	948 066	674861..675631	doplněk	−

Umístění genů šikimátové dráhy v chromozomech Populus trichocarpa (haploidní počet chromozomů - 19): [84]

Gen	Produkt (funkce)	Chromozóm	Velikost celého chromozomu (páry nukleotidů)	Pozice genu na chromozomu	sémantický řetězec	introny
DHS3	DAHF syntáza	LGII	24 482 572	7115794..7120328		+
DHS1	DAHF syntáza	LGV	17 991 592	1074502..1077390	doplněk	+
DHS4	DAHF syntáza	LGV	17 991 592	9061181..9065741	doplněk	+
DHQS6 : DHQS7	3-dehydrochinát syntáza	… NW_001492764.1			doplněk	+ (Oba možné přepisy)
DHQD1	dehydrochinát-dehydratáza/shikimát(chinát)-dehydrogenáza	…NW_001492761.1				+
DHQD2	dehydrochinát-dehydratáza/shikimát(chinát)-dehydrogenáza	LGXIII	13 101 108	1974817..1978681	doplněk	+
DHQD3	dehydrochinát-dehydratáza/shikimát(chinát)-dehydrogenáza	LGXIII	13 101 108	1981754..1986754	doplněk	+
DHQD4	dehydrochinát-dehydratáza/shikimát(chinát)-dehydrogenáza	LGX	21 101 489	4580304..4584686		+
DHQD5	dehydrochinát-dehydratáza/shikimát(chinát)-dehydrogenáza	LGXIV	14 699 529	6220933..6226210		+
SK1	šikimát kináza	…NW_001492757.1			doplněk	+
SK2	šikimát kináza	LGV	17 991 592	1995576..1998169	doplněk	+
SK3	šikimát kináza	LGVII	12 805 987	5135260..5138431	doplněk	+
SKp	šikimát kináza	LGII	24 482 572	4138794..4141592	doplněk	+
EPSPS	EPSF syntáza	LGII	24 482 572	10940242..10944837		+
CS1	chorismát syntáza	LGVIII	16 228 216	2073382..2077810	doplněk	+
CS2	chorismát syntáza	LGX	21 101 489	19004168..19008214		+

Nařízení

Mechanismy regulace šikimátové dráhy byly nejúplněji studovány u mikroorganismů. Prokaryota vynakládají více než 90 % svých energetických zdrojů na biosyntézu proteinů, hlavním výstupem šikimátové dráhy u většiny prokaryot jsou aromatické proteinogenní aminokyseliny [19] [85] . Proto je u většiny prokaryot rozhodující role v regulaci šikimátové dráhy přisouzena právě třem proteinogenním aminokyselinám – fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu. Intracelulární koncentrace proteinogenních aminokyselin jsou kriticky důležité v případě jakýchkoli jiných živých organismů. Ale například v případě rostlin nelze aromatické aminokyseliny nazývat „konečnými produkty“, protože z nich jsou intenzivně syntetizovány sekundární metabolity, které mohou tvořit významnou část sušiny [85] . Předpokládá se, že šikimátová dráha v rostlinách je regulována komplexnějším způsobem a převážně na transkripční úrovni [86] .

Regulace šikimátové dráhy se provádí řízením syntézy klíčových enzymů a regulací aktivity těchto enzymů. Stejně jako v případě většiny ostatních metabolických drah je šikimátová dráha nejvíce charakterizována regulací úplně první specifické reakce (u většiny organismů je to reakce syntázy DAHF). Represe syntézy DAHF syntázy na transkripční úrovni může být způsobena fenylalaninem, tyrosinem a tryptofanem.

U většiny mikroorganismů ( Escherichia coli , Erwinia , Methylobacillus capsulatus ) je DAHF syntáza reprezentována třemi izozymy, z nichž každý podléhá retroinhibici jedné ze tří aminokyselin - fenylalaninu (DAHF syntáza-[Phe]), tyrosinu (DAHF syntáza -[Tyr]) a tryptofan (DAHF-syntáza-[Trp]). Dominantním enzymem je DAHF-syntáza-[Phe], poskytující 80 % aktivity. V Pseudomonas je DAHF syntáza reprezentována dvěma izozymy (DAHF syntáza-[Tyr], DAHF syntáza-[Trp]) a dominantní je DAHF syntáza-[Tyr]. U mnoha mikroorganismů vykazují kromě tří aminokyselin inhibiční aktivitu také fenylpyruvát a antranilát [87] .

Fenylalanin, tyrosin a tryptofan se kromě toho, že ovlivňují počáteční fázi šikimátové dráhy, podílejí také na regulaci pozdějších fází vlastní biosyntézy a vzájemné biosyntézy. Tryptofanový operon , který kombinuje geny pro enzymy odpovědné za cestu od chorismátu k tryptofanu (tryptofanová dráha), je regulován tryptofanem prostřednictvím represe a jevu zvaný atenuace [88] . Aktivita enzymů kódovaných tryptofanovým operonem podléhá zpětnovazební regulaci tryptofanem .

Kromě tryptofanového operonu se útlum projevuje i u tzv. fenylalaninového operonu (u Escherichia coli je dvoucitronový: phe L - phe A; produkty - PheL - nefunkční vedoucí peptid, PheA - chorismátmutáza/prefenát dehydratáza).

Bylo také prokázáno, že u některých organismů mohou mít produkty šikimátové dráhy, které jsou sekundárními metabolity (například sloučeniny fenazinu v bakteriích, které je produkují), významný regulační účinek na enzymy šikimátové dráhy.

Konkrétní příklady

Systémy regulačních mechanismů na příkladech konkrétních organismů (uvedeny pouze hlavní regulační vztahy): [89]

Escherichia coli

Represe . Fenylalanin potlačuje syntézu DAHF syntázy-[Phe] achorismátmutázyv expresipheLpheA, vedoucího peptidu PheL: MKHIPFFFAFFFTFPstop). Tyrosin potlačuje syntézu DAHF syntázy-[Tyr] a chorismátmutázy/prefenátdehydrogenázy (geny pro tyto enzymy jsou ve stejném operonu). Tryptofan potlačuje syntézu DAHF syntázy-[Trp] a enzymů tryptofanového operonu.

Gen aro L šikimát kinázy v Escherichia coli podléhá transkripční kontrole tyrosinem [90] .

Inhibice . Fenylalanin allostericky inhibuje aktivitu DAHF syntázy [Phe] a chorismátmutázy/prefenát dehydratázy. Tyrosin allostericky inhibuje aktivitu DAHF syntázy-[Tyr] a chorismátmutázy/prefenátdehydrogenázy. Tryptofan allostericky inhibuje aktivitu DAHF syntázy [Trp] a antranilát syntázy/anthranilát fosforibosyltransferázy.

Šikimátdehydrogenáza Escherichia coli je alostericky regulována šikimátem [90] .

Bacillus subtilis

Represe . Fenylalanin a tyrosin potlačují syntézu DAHF syntázy/chorismat mutázy. Fenylalanin potlačuje syntézu prefenátdehydrogenázy, tyrosin-prefenátdehydrogenázy, tryptofanu - enzymů tryptofanového operonu.

Indukce . Chorismát indukuje syntézu enzymů tryptofanového operonu.

Inhibice . Chorismát a prefenát alostericky inhibují aktivitu DAHF syntázy DAHF syntázy/chorismatmutázy. Fenylalanin allostericky inhibuje prefenátdehydrogenázu, tyrosin inhibuje prefenátdehydrogenázu a tryptofan inhibuje antranilátsyntázu.

Euglena gracilis

U Euglena gracilis se reakce šikimátové dráhy vyskytují v chloroplastech při osvětlení a v cytosolu při nepřítomnosti světla. Tato vlastnost je spojena se zřejmou racionalitou takového přizpůsobení metabolismu příslušným světelným podmínkám ( při fotosyntéze snadno vznikají výchozí a makroergické sloučeniny, redukční ekvivalenty). Za cytosolické a v chloroplastech lokalizované varianty šikimátové dráhy jsou zodpovědné různé geny a v souladu s tím různé izozymy [91] .

Evoluce

Produkty šikimátové dráhy jsou proteinogenní aminokyseliny a prekurzory esenciálních kofaktorů ; cesta šikimátu je poměrně konzervativní, nachází se u evolučně nejvzdálenějších organismů – zástupců tří domén (bakterie, archaea, eukaryota) a zjevně nemá žádnou alternativu. Tato fakta naznačují, že tento systém chemických přeměn v blízké moderní podobě vznikl na úsvitu evoluce před více než 3 miliardami let a pravděpodobně vznikl ještě před vytvořením genetického kódu . Skutečnost, že pro většinu archaea jiná počáteční stádia šikimátové dráhy, která mají pouze některé rysy podobnosti s počátečními stádii šikimátové dráhy bakterií a eukaryot, se stává v souladu s mnoha dalšími významnými rozlišovacími rysy a je v souladu s myšlenkou velmi raná evoluční izolace této skupiny živých organismů [92] .

Geny a proteinové produkty těchto genů jsou vyvíjející se formace. Studium rozdílů ve strukturách genů a enzymů šikimátové dráhy, stejně jako rozdílů v jejích regulačních mechanismech, poskytuje cenné informace pro konstrukci kladogramů . Například isozymové složení DAHF syntázy se používá jako fylogenetický marker. Zvláštní pozornost si zaslouží multifunkční proteiny, produkty fúzovaných genů. Slučování genů je relativně vzácná evoluční událost a sloučené geny jsou poměrně stabilní a nejsou náchylné k opakované reverzní segregaci, proto jsou sloučené geny markery, které umožňují objasnit fylogenetické vztahy taxonů na různých hierarchických úrovních. Pro výzkumníky původu a evolučních vztahů eukaryot je zvláště atraktivní supergen arom [91] .

Prokaryota

Enzymy, které provádějí různé reakce šikimátové dráhy, i přes některé analogie v povaze vyšších struktur, nevykazují žádné známky homologie a jejich fylogeneze jsou zcela odlišné. To znamená, že tyto enzymy vznikly odděleně a vyvíjely se velmi dlouhou dobu před divergenci domén Bacteria a Archaea . To platí pro DAHF syntázu, dehydrochinátsyntázu, dehydrochinázu, EPSP syntázu, chorismátsyntázu [92] .

Kanonický shunt (syntéza dehydroquinátu přes DAHF) je v přírodě rozšířenější a je evolučně starší než alternativní verze shuntu (syntéza dehydrochinátu přes ADTH). Ten je charakteristický pro většinu archaea a vznikl spolu s divergenci bakteriálních a archaických domén přitahováním starověkých primitivních enzymů s různými katalytickými funkcemi. Využití dráhy DAHF některými fylogeneticky různorodými archaea, stejně jako objev typické archaální dráhy ADTH u některých bakterií, se vysvětluje obousměrným horizontálním přenosem genů, který byl běžný zejména v raných fázích prokaryotické evoluce. Existují určité spekulace, proč mohla vzniknout alternativní biosyntetická cesta pro dehydroquinát. To by mohlo být způsobeno nízkou dostupností prekurzoru, d -erythrose-4-fosfátu (přítomnost alternativní cesty přes ADTH v různých mikroorganismech koreluje s nepřítomností transketolázy) a/nebo faktorem úspory energie by mohl být důležitý, protože fosfoenolpyruvát je makroerg [92] .

Pokud je nedostatek fosfoenolpyruvátu kritický, pak by DAHF syntáza mohla být potenciálně nahrazena 2-keto-3-deoxy-6-fosfogalaktonát aldolázou (KDPGal-aldolázou). Tento enzym, katalyzující reverzibilní aldolové štěpení 2-keto-3-deoxy-6-fosfogalaktonátu na pyruvát a d -glyceraldehyd-3-fosfát, je také schopen katalyzovat podobnou hlavní vedlejší reakci, aldolovou kondenzaci pyruvátu a d- erythrose-4-fosfát s tvorbou DAHF. I když je takto navrhovaná možnost nahrazení DAHF syntázy KDPGal aldolázou zkoumána v experimentech na řízené evoluci (z důvodu vyhlídky na získání efektivnějších producentů), [93] [94] KDPGal aldolázy nalezené v přírodě jsou v tomto příliš neaktivní. respekt a nemůže funkčně zcela nahradit DAHF.-syntáza [92] .

Nejpřesvědčivějším vysvětlením nepřítomnosti určitých enzymů u určitých archeí je existence nehomologních izofunkčních enzymů. Ve většině archaea tedy místo obvyklé šikimátkinázy existuje nehomologní šikimátkináza, která patří do nadrodiny GHMP kináz (zahrnuje galakto-, homoserin-, mevalonát- a fosfomevalonátkinázy) a je výsledkem duplikace některých genu s následnou změnou jeho funkcí. Některé archaea mají stále obvyklou šikimátkinázu, nicméně fragmentace její taxonomické distribuce v doméně, heterogenita (nalezena je jak jednodoménová forma šikimátkinázy, tak bifunkční šikimátkináza/šikimátdehydrogenáza), naznačuje různé fylogenetické kořeny v rámci domény a o opakovaném horizontálním získávání šikimátkinázy z bakterií [92] .

Eukaryota

Zdá se docela pravděpodobné, že eukaryota zdědila šikimátovou dráhu (včetně pentafunkčního proteinu arom, který je běžný pouze u eukaryot) od posledního společného eukaryotického předka, část eukaryot ( Metazoa ) byla šikimátová dráha nenávratně ztracena v důsledku heterotrofie , a druhá část ( Plantae ) byla ztracena a znovu získána symbiózou se sinicemi , o nichž se předpokládá , že dali vzniknout plastidům . Kódování enzymů shikimátové dráhy rostlinným jaderným genomem se vysvětluje endosymbiotickým přenosem genů. Zdá se, že evoluční historie šikimátové dráhy u hub, stejně jako u rostlin, byla ovlivněna událostmi horizontálního přenosu prokaryotických genů [91] .

Je také možné, že supergen arom nemusel existovat v době posledního společného eukaryotického předka. V tomto případě supergen arom , zjevně velmi raná eukaryotická inovace, musel být propagován horizontálním přenosem genů v nejranějších fázích eukaryotické evoluce [91] .

Související metabolické dráhy

Enzymové homology šikimátové dráhy se účastní dalších metabolických procesů (metabolismus sacharidů a syntéza sekundárních metabolitů ). Aminoshikimátová dráha - tato dráha, která je důležitá pro syntézu některých sekundárních metabolitů některými aktinomycetami ( rifamyciny , naftomyciny , streptovaricin , geldanamycin , ansamitociny , ansatrieniny , mitomyciny a další), se vyvinula z cest homologních enzymů divkiidumátů indivkiidumátů enzymy šikimátové dráhy a provádějí podobné reakce).

Inhibitory

V procesu studia šikimátové dráhy, jakož i mechanismů toxických účinků různých chemických faktorů na živé organismy, bylo objeveno a zkonstruováno velké množství různých inhibitorů šikimátové dráhy. Mnoho z těchto inhibitorů našlo uplatnění nejen při řešení důležitých výzkumných problémů, ale také v praktických aplikacích (dobrý příklad je herbicid glyfosát ). Jak struktura těchto syntetických a polosyntetických sloučenin, tak povaha jejich vlivu na enzymatický systém šikimátové dráhy jsou velmi různorodé. V jednodušších případech je inhibitor podobný (analogický) substrátu nebo přechodnému stavu a přímo inhibuje enzym kompetitivní vazbou na jeho aktivní místo. V jiných případech se do dráhy zapojí sloučenina a teprve po určitém počtu kroků produkt biotransformace sloučeniny způsobí zablokování procesu (například přítomností atomu fluoru v místě, kde atom vodíku je v této fázi u normálního substrátu zásadně důležitý) – tzv. „smrtící syntéza“. Mnoho inhibitorů je aktivních pouze pro určitý rozsah organismů; v případě různých organismů se povaha inhibičního účinku může výrazně lišit. Například u Neurospora crassa je přidaná kyselina ( 6S)-6-fluorshykimová metabolizována na (6S ) -6 -fluor-5-enolpyruvyl-shikimát-3-fosfát, který kompetitivně inhibuje chorismátsyntázu, [95] [96] , zatímco u Escherichia coli jde metabolismus vnesené kyseliny ( 6S)-6-fluoroshikimové dále a vzniká 6-fluorochoismát, který nemůže být substrátem při syntéze para - aminobenzoátu [97] . [96]

Praktická hodnota

Studium šikimátové dráhy, jejích regulačních mechanismů, stejně jako produkce, studium a selekce různých mutantů s tím spojených, umožnilo identifikovat „kontrolní páky“ a vytvořit vysoce kvalitní kmeny produkující aromatické aminokyseliny a další cenné sloučeniny. [90] . V současnosti je mikrobiologická výroba těchto sloučenin ekonomičtější než jejich chemická syntéza.

Dráha šikimátu u Metazoa chybí , ale některé zvířecí patogeny se bez ní neobejdou. Šikimátová dráha je proto potenciálním cílem v boji proti těmto patogenům. Bylo prokázáno, že analogy fluoroshikimátu (kyselina (6S)-6-fluoroshikimová atd.) in vitro inhibují růst Plasmodium falciparum [98] . [91] Vyvíjejí se antibakteriální léky, které se zaměřují na enzymy šikimátové dráhy [99] . Navíc na základě patogenů oslabených blokádou šikimátové dráhy je možné připravit vakcíny [100] .

Kompetitivní inhibitor rostlinné EPSP syntázy, N- (fosfonomethyl)-glycin ( glyfosát ), je široce používán jako neselektivní systémový herbicid . Je známo, že EPSP syntázy řady organismů (kmeny Agrobacterium tumefaciens , Salmonella typhimurium , Klebsiella pneumoniae atd.) nejsou prakticky inhibovány glyfosátem. To se stalo předpokladem pro vytvoření speciálních geneticky modifikovaných plodin, které jsou dostatečně odolné vůči působení herbicidů na bázi glyfosátu. Účinnost regulace plevelů v kulturách těchto plodin se výrazně zlepšuje (obvykle to znamená zvýšení výnosu, nikoli však snížení spotřeby glyfosátu). Bylo zjištěno, že glyfosát může snížit aktivitu dalších dvou enzymů šikimátové dráhy: DAHF syntázy a dehydrochinátsyntázy, a také může mít určitý vliv na aktivitu několika dalších enzymů jiných metabolických procesů. [101]

Zajímavosti

Kodony kódující aminokyseliny patřící do šikimátové rodiny (syntetizované šikimátovou cestou) začínají U ( mesenger RNA , 5'→3'). Fenylalaninové kodony - UUU , UUC , tyrosinové kodony - UAU , UAC , tryptofanový kodon - UGG (v mitochondriích - také UGA , což je stop kodon ve standardní verzi genetického kódu ). Aminokyseliny generované stejnou metabolickou cestou jsou zpravidla kódovány kodony se stejným nukleotidem na 5' konci. Pravděpodobnost, že taková organizace genetického kódu bude náhodná, je poměrně nízká, takže pokusy najít vysvětlení jsou docela rozumné. Tato skutečnost nachází své vysvětlení v rámci představ o koevoluci genetického kódu a drahách biosyntézy aminokyselin, které se staly proteinogenními aminokyselinami.

Další fakta a aspekty

Americká hudební skupina z Bellinghamu , „Portals Align“, hrající v žánru groove metal , instrumentální hudba , progresivní rock , experimentální hudba , djent , nahrála v listopadu 2011 hudební skladbu s názvem „Shikimate Pathway“, odpovídající videoklip byl zveřejněn na YouTube [ 102] . Neméně kuriózní je dubstepová skladba „Shikimat“ z „Toneless Bombast“. Na statickém intru v klipu jsou rozeznatelné ručně nakreslené vzorce a nápisy související s cestou šikimátu [103] .

Viz také

Nejznámější benzoidové aromatické produkty jiných cest jsou:

Tetrahydrokanabinol je příkladem přírodní benzoové aromatické sloučeniny, jejíž biosyntéza benzenového kruhu neprobíhá cestou šikimátu, ale cestou polyketidu. Druhý karbocyklus (prenylového původu) molekuly tetrahydrokanabinolu může být aromatizován za vzniku bifenylového systému, který dává molekulu kanabinolu .
Hypericin je příkladem přírodní benzoové aromatické sloučeniny vzniklé oxidativní kondenzací anthronu a antrachinonových jednotek polyketidového původu.
Riboflavin je důležitým příkladem přírodní benzoové aromatické sloučeniny, primárního metabolitu, jehož biosyntéza není spojena s šikimátovou cestou. Benzenové jádro riboflavinu je postaveno ve dvou reakcích (obě mohou proběhnout spontánně za relativně mírných podmínek) [104] z l -3,4-dihydroxybutan-2-on-4-fosfátu (1-deoxy- l -glycero - tetrulóza- 4-fosfát) generovaný z d -ribulóza-5-fosfátu.
Estradiol je příkladem benzoové aromatické sloučeniny, jejíž biosyntéza benzenového jádra se neprovádí specializovanou šikimátovou cestou, ale jako výsledek aromatizace, ke které dochází sporadicky při metabolických přeměnách biogenních sloučenin různého typu. V metabolismu isoprenoidních sloučenin, mezi které patří steroidy, je známo poměrně dost aromatizačních reakcí.

Aplikace

Reakce šikimátové dráhy

Ne.	substráty		produkty	Enzym	Kofaktory	Typ reakce	Komentář
jeden	Fosfoenolpyruvát + d -erytroso -4-fosfát + voda	→	DAHF + ortofosfát	DAHF syntáza	M2 +	Aldolová kondenzace	C4 + C3 - > C7 . omezující etapa
2	DAHF	→	Dehydrochinát + ortofosfát	Dehydrochinát syntáza	NADox , M2 +	Aldolová kondenzace	Cyklus se uzavírá
3	dehydroquinát	⇌	Dehydroshikimát + voda	Dehydrochinát-dehydratáza (dehydrochináza)		Eliminace (dehydratace)	V cyklu se objeví dvojná vazba
čtyři	Dehydroshikimát + NADPH + H +	⇌	Shikimat + NADP +	Shikimát dehydrogenáza (dehydroshikimát reduktáza)		Regenerace (hydrogenace)	>C=O→>CH-OH
5	Shikimat + ATP	→	Shikimát-3-fosfát + ADP	Shikimát kináza	(M2 + )	Fosforylace	Skupina (C3) -OH je modifikována
6	Shikimát-3-fosfát + fosfoenolpyruvát	⇌	EPSHF + orthofosfát	EPSF syntáza	( M + nebo NH4 + )	Kondenzace	(C5) -OH skupina je modifikována
7	EPSHF	→	Chorismát + ortofosfát	Chorismát syntáza	FMN červená nebo FAD červená	odstranění	Do cyklu je zavedena druhá dvojná vazba

Biosyntéza aromatických aminokyselin

Biosyntéza fenylalaninu a tyrosinu

substráty		produkty	Enzym	Kofaktory	Typ reakce	Komentář
Chorismat	⥂	prefenát	Horismatmutaza		[3,3]- sigmatropní přeskupení	Předtvarovaná fenylpropanoidová kostra
prefenát	⥂	Fenylpyruvát + CO2 + H20 _ _ _	Prefenát dehydratáza, arogenát/prefenát dehydratáza		Dehydratační dekarboxylace	Aromatizace
Prephenate + NAD +	⥂	4-Hydroxyfenylpyruvát + CO 2 + NADH + H +	Prefenát dehydrogenáza		Oxidační dekarboxylace	Aromatizace
Prefenát + α-aminokyselina	⇌	Arogenát + α-ketokyselina	Transaminázy	PLP	Reaminace
Fenylpyruvát + α-aminokyselina	⇌	Fenylalanin + α-ketokyselina	Transaminázy	PLP	Reaminace	→ Phe
4-Hydroxyfenylpyruvát + α-aminokyselina	⇌	Tyrosin + α-ketokyselina	Transaminázy	PLP	Reaminace	→ Tyr
Arogenát	→	Fenylalanin + CO2 + H20 _ _ _	Prefenát dehydratáza, arogenát/prefenát dehydratáza		Dehydratační dekarboxylace	Aromatizace , → Phe
Arogenát + NAD(P) +	→	Tyrosin + C02 + NAD(P)H + H +	Arogenát dehydrogenáza, cyklohexadien/prefenát dehydrogenáza		Oxidační dekarboxylace	Aromatizace , → Tyr
Fenylalanin + BH4 + O2 _ _	→	Tyrosin + BH2 + H20 _ _ _	Fenylalanin-4-hydroxyláza	Fe2 +	Hydroxylace	Phe → Tyr

Biosyntéza tryptofanu

substráty		produkty	Enzym	Kofaktory	Typ reakce	Komentář
Chorismat + NH 3 (nebo Gln )	→	Antranilát + pyruvát + H2O ( nebo Glu ) _	Antranilát syntáza	Mg2 +		Aromatizace
Antranilát + PRPP	⇌	Fosforibosylanthranilát + pyrofosfát	Antranilát fosforibosyltransferáza		Fosforibosylace	Produkt podobný nukleotidům
Fosforibosylanthranilát	⇌	Antranilát fosforibulózy	Fosforibosyl antranilát izomeráza		Amadori přeskupení	Izomerizace
Antranilát fosforibulózy	⇌	Indol-glycerol-fosfát + CO 2 + H 2 O	Indol glycerol fosfát syntáza		Dehydratace dekarboxylace , cyklizace	Pyrolový cyklus se uzavírá , vzniká indolové jádro
Indol glycerol fosfát	⇌	Indol + glyceraldehyd-3-fosfát	Tryptofan syntáza	PLP
Indol + Ser	⇌	Tryptofan + H20 _ _				→ Trp
Indol Glycerol Phosphate + Ser	⇌	Tryptofan + glyceraldehyd - 3 -fosfát + H2O				→ Trp

Roky objevování některých nejdůležitějších sloučenin, které jsou výchozími sloučeninami šikimátové dráhy a také produkty šikimátové dráhy

Sloučenina	Rok	Výzkumník
Fosfoenolpyruvát	1934	K. Lohmann, O. Meyerhof [105] [106]
d -Erythroso-4-fosfát	1953	BL Horecker, PZ Smyrniotis [107] [108]

Sloučenina	Rok	Výzkumník
DAHF	1959 ( 1958 )	P. R. Srinivasan, D. B. Sprinson [9]
3-dehydrochinát	1952	BD Davis, U. Weiss, ES Mingioli [109] [110]
3-dehydroshikimát	1951	BD Davis, II Salamon [111] [112] [113]
Shikimat	1885 ( 1884 )	JF Eykman [114] [115]
Fosfocymát	1953	BD Davis, ES Mingioli, U. Weiss [116] [117]
EPSHF	1960 ( 1953 )	JG Levin, DB Sprinson, MJ Clark [116] [118]
Chorismat	1962	Frank Gibson, Lloyd Jackman [119] [120]

Sloučenina	Rok	Výzkumník
prefenát	1954	BD Davis, U. Weiss a kol ., [121] .
Arogenát	1974	S. L. Stenmark a kol ., [122] .
antranilát	1840	Yu. F. Fritsche
fenylalanin	1881 (1879)	E. Schulze, J. Barbieri [123] [124]
tyrosin	1846	Justus von Liebig [123]
tryptofan	1902 (1901)	F. Hopkins, D. Kohl [123] [124]

Vysvětlivky

↑ Navzdory tomu, že existence sloučeniny byla teoreticky opodstatněná, nebylo snadné ji odhalit přímým experimentem. Důvodem obtíží při identifikaci této sloučeniny bylo to, že se nachází v místě větvení metabolické dráhy a přeměňuje se v několika směrech najednou. Proto byl k detekci sloučeniny zapotřebí speciální mutantní kmen Aerobacter aerogenes , defektní v několika genech najednou . Extrakty tohoto kmene byly schopny přeměnit šikimát na antranilát. Když byl glutamin vyloučen z reakčního média, byla objevena nová sloučenina.
↑ 1 2 Při studiu genomu hypertermofilního metanogenního archaea Methanocaldococcus jannaschii (silně prostudovaný modelový organismus; první archaea, jejíž genom byl kompletně sekvenován), bylo zjištěno, že geny MJ_0400 a MJ_1585 jsou paralogy a homologní s archaea. typ genu fruktóza-1,6-difosfát aldolázy třídy I. Funkce produktů těchto genů zůstala nejasná a byla hodnocena jako „pravděpodobně protein, pravděpodobně aldoláza“. V některých vědeckých publikacích se a priori věřilo, že gen MJ_0400 určuje fruktóza-1,6-difosfát aldolázu. Dále se ukázalo, že proteinový produkt genu MJ_1585 tvoří DKFP a proteinový produkt genu MJ_0400 provádí interakci DKFP s l -aspartát-4-semialdehydem. To znamená, že produkty genů MJ_1585 a MJ_0400 provádějí aldolázové (nebo transaldolázové) a transaldolázové reakce po sobě následující během biosyntézy dehydrochinátu (cesta přes ADTH). Později bylo zjištěno, že produkty těchto genů také vykazují (neztratily) aktivitu fruktóza-1,6-difosfát-aldolázy (charakteristická je určitá substrátová neselektivita). Experimentální data tedy naznačují, že MJ_0400 a MJ_1585 se podílejí jak na centrálním metabolismu sacharidů, tak na dráze šikimátu. Fruktóza 1,6-difosfátaldoláza/fosfatáza je také produktem genu MJ_0299. Ortologové genů MJ_0299, MJ_0400 a MJ_1585 byly identifikovány v genomech mnoha dalších archaea.

Poznámky

↑ Hermann OL Fischer, Gerda Dangschat. Zur Konfiguration der Shikimisäure (7. Mitteilung über Chinasäure und Derivate) (německy) // Helvetica Chimica Acta: Vědecký časopis. - 1935. - Bd. 18 , č. 1 . - S. 1206-1213 . - doi : 10.1002/hlca.193501801167 .
↑ Blazhey A., Shuty L. Fenolické sloučeniny rostlinného původu = Rastlinné fenolové sloučeniny / Translated from Slovak by A.P. Sergeev. - M .: "Mir", 1977. - S. 14. - 239 s.
↑ 1 2 Bernard David Davis. Aromatic Biosynthesis I. The Role of Shikimic Acid (anglicky) // Journal of Biological Chemistry : Scientific journal. - 1951. - Sv. 191 . - str. 315-326 . — PMID 14850475 .
↑ 1 2 Metzler, svazek 3, 1980 , str. 137.
↑ Metzler, svazek 3, 1980 , str. 137-138.
↑ P. R. Srinivasan, Harold T. Shigeura, Milon Sprecher, David B. Sprinson, Bernard D. Davis. Biosyntéza kyseliny šikimové z d -glukózy (anglicky) // The Journal of Biological Chemistry : Scientific journal. - 1956. - Sv. 220 , č.p. 1 . - str. 477-497 . — PMID 13319365 .
↑ Clinton E. Ballou, Hermann OL Fischer, DL MacDonald. The Synthesis and Properties of d -Erythrose 4-Phosphate (anglicky) // Journal of the American Chemical Society: Scientific journal. - 1955. - Sv. 77 , č. 22 . - S. 5967-5970 . - doi : 10.1021/ja01627a053 .
↑ P. R. Srinivasan, Masayuki Katagiri, David B. Sprinson. Konverze kyseliny fosfoenolpyrohroznové a d -erythrose-4-fosfátu na kyselinu 5-dehydrochinovou (anglicky) // The Journal of Biological Chemistry : Scientific journal. - 1959. - Sv. 234 , č.p. 4 . - str. 713-715 . — PMID 13654248 .
↑ 1 2 P. R. Srinivasan a D. B. Sprinson. 2-Keto-3-deoxy- d - arabo- heptonic Acid 7-Phosphate Synthetase (anglicky) // Journal of Biological Chemistry : Vědecký časopis. - 1959. - Sv. 234 , č.p. 4 . - str. 716-722 . — PMID 13654249 .
↑ Edwin B. Kalan, Bernard D. Davis, P. R. Srinivasan, David B. Sprinson. Přeměna různých sacharidů na 5-dehydroskikimovou kyselinu pomocí bakteriálních extraktů (anglicky) // The Journal of Biological Chemistry : Scientific journal. - 1956. - Sv. 223 , č.p. 2 . - S. 907-912 . — PMID 13385238 .
↑ P. R. Srinivasan, David B. Sprinson, Edwin B. Kalan, Bernard D. Davis. Enzymatická konverze sedoheptulóza-1,7-difosfátu na kyselinu šikimovou (anglicky) // The Journal of Biological Chemistry : Scientific journal. - 1956. - Sv. 223 , č.p. 2 . - S. 913-920 . — PMID 13385239 .
↑ Werner K. Maas. Bernard David Davis (1916-1994) - Biografické paměti Wernera K. Maase // Biografické paměti : Biografické paměti. - 1999. - Sv. 77 . - str. 50-63 .
↑ AJ Pittard a G. B. Cox. Frank William Ernest Gibson 1923–2008 (anglicky) // Historical Records of Australian Science: Časopis o historii vědy. - 2010. - Sv. 21 , č. 1 . - str. 55-74 . - doi : 10.1071/HR09024 .
↑ Ronald W. Woodard. Unikátní biosyntéza kyseliny dehydrochinové? (Minirecenze) (anglicky) // Bioorganic Chemistry : Vědecký časopis. - 2004. - Sv. 32 , č. 5 . - str. 309-315 . - doi : 10.1016/j.bioorg.2004.06.003 . — PMID 15381397 .
↑ 12 Robert H. White . l -aspartát semialdehyd a 6-deoxy-5-ketohexóza 1-fosfát jsou prekurzory aromatických aminokyselin v Methanocaldococcus jannaschii (anglicky) // Biochemistry: Scientific journal. - 2004. - Sv. 43 , č. 23 . - str. 7618-7627 . — PMID 15182204 . Archivováno z originálu 15. října 2011.
↑ 1 2 Robert H. White, Huimin Xu. Methylglyoxal je meziprodukt v biosyntéze 6-deoxy-5-ketofruktóza-1-fosfátu: prekurzor pro biosyntézu aromatických aminokyselin v Methanocaldococcus jannaschii // Biochemistry : Scientific journal. - 2006. - Sv. 45 , č. 40 . - S. 12366-12379 . - doi : 10.1021/bi061018a . — PMID 17014089 .
↑ Bentley, 1990 , str. 307.
↑ Národní institut biodiverzity. A. V. Fersman, Phytoinvasion Laboratory: Phenolic Compounds (nedostupný odkaz) . Získáno 14. listopadu 2012. Archivováno z originálu 20. prosince 2013. (neurčitý)
↑ 1 2 3 4 5 Klaus M. Herrmann. The Shikimate Pathway: Early Steps in the Biosynthesis of Aromatic Compounds (anglicky) // The Plant Cell : Scientific journal. - 1995. - Sv. 7 . - S. 907-919 . - doi : 10.1105/tpc.7.7.907 . — PMID 12242393 .
↑ Biochemie rostlin
↑ Linus Pauling. Jak žít déle a cítit se lépe . - W. H. Freeman and Company, 1986. - ISBN 0-380-70289-4 .
↑ Semjonov A. A. Esej o chemii přírodních sloučenin / Ed. akad. Tolstikova G.A. - Novosibirsk: Nauka, 2000. - 664 s. - 372 výtisků. — ISBN 5-02-031642-3 .
↑ 1 2 3 David H. Calhoun, Carol A. Bonner, Wei Gu, Gary Xie, Roy A. Jensen. Vznikající podtřída chorismátových mutáz AroQ lokalizovaná v periplazmě, jejichž příkladem jsou ty ze Salmonella typhimurium a Pseudomonas aeruginosa // BioMed Central : Vědecký časopis. - 2001. - Sv. 2 , ne. 8 . — ISSN 1465-6914 . - doi : 10.1186/cz-2001-2-8-research0030 . — PMID 11532214 .
↑ Xiumei Wu. Funkční analýza biosyntetického genového shluku protinádorového činidla cetoniacytonu A. - ProQuest, 2008. Archivovaná kopie (odkaz není k dispozici) . Získáno 1. října 2017. Archivováno z originálu 21. října 2013. (neurčitý)
↑ Leuschner C., Herrmann KM, Schultz G. Metabolismus quinátu v kořenech hrachu (purifikace a částečná charakterizace quinátové hydrolyázy ) // Fyziologie rostlin : Vědecký časopis. - Americká společnost rostlinných biologů , 1995. - Sv. 108 , č. 1 . - str. 319-325 . - doi : 10.1104/pp.108.1.319 . — PMID 12228477 .
↑ Kevin A. Reynolds a Koren A. Holland. Mechanistický a evoluční základ stereospecifičnosti pro přenosy vodíku v procesech katalyzovaných enzymem (anglicky) // Chemical Society Reviews : Scientific journal. - 1997. - Sv. 26 . - str. 337-343 . - doi : 10.1039/CS9972600337 .
↑ 1 2 Metzler D. Biochemie. Chemické reakce v živé buňce = Biochemie. Chemické reakce živých buněk / Přeloženo z angličtiny, ed. akad. A. E. Braunshtein, Dr. of Chem. Sciences L. M. Ginodman, Dr. of Chem. vědy E. S. Severina. - M .: "Mir", 1980. - T. 2. - 609 s. — 25 000 výtisků.
↑ James Staunton, Barrie Wilkinson. Biosynthesis of Erythromycin and Rapamycin (anglicky) // Chemical Reviews : Scientific journal. - 1997. - Sv. 97 , č. 7 . - S. 2611-2630 . — PMID 11851474 . (nedostupný odkaz)
↑ 1 2 3 Heinz G. Floss. Přírodní produkty odvozené z neobvyklých variant šikimátové cesty // Natural Product Reports : Scientific journal. - 1997. - Sv. 14 , č. 5 . - str. 433-452 . - doi : 10.1039/NP9971400433 . — PMID 9364776 .
↑ Bentley, 1990 , str. 359-360.
↑ 1 2 Leland S. Pierson III, Elizabeth A. Pierson. Metabolismus a funkce fenazinů v bakteriích: dopady na chování bakterií v prostředí a biotechnologické procesy (anglicky) // Applied microbiology and biotechnology : Scientific journal. - 2010. - Sv. 86 , č. 6 . - S. 1659-1670 . - doi : 10.1007/s00253-010-2509-3 . — PMID 20352425 .
↑ Benjamin Busch, Christian Hertweck. Evoluce metabolické diverzity v pyronech odvozených od polyketidů: Použití nekolineární aureothinové montážní linky jako modelového systému (anglicky) // Phytochemistry : Scientific journal. - 2009. - Sv. 70 , č. 15-16 . - S. 1833-1840 . - doi : 10.1016/j.phytochem.2009.05.022 . — PMID 19651421 .
↑ Tariq A. Mukhtar, Gerard D. Wright. Streptograminy, oxazolidinony a další inhibitory syntézy bakteriálních proteinů (anglicky) // Chemical Reviews : Scientific journal. - 2005. - Sv. 105 , č. 2 . - str. 529-542 . doi : 10.1021 / cr030110z . — PMID 15700955 .
↑ J. Wongtavatchai a další - "Chloramfenikol"
↑ F. Gibson a J. Pittard. Cesty biosyntézy aromatických aminokyselin a vitamínů a jejich kontrola v mikroorganismech (anglicky) // Bacteriological Reviews : Scientific journal. - 1968. - Sv. 32 , č. 4Pt2 . - str. 465-492 . — PMID 4884716 .
↑ Young IG, Batterham TJ, Gibson F. Izolace, identifikace a vlastnosti kyseliny isochorismové. Meziprodukt v biosyntéze kyseliny 2,3-dihydroxybenzoové (anglicky) // Biochimica et Biophysica Acta: Scientific journal. - 1969. - Sv. 177 , č. 3 . - S. 389-400 . - doi : 10.1016/0304-4165(69)90301-8 . — PMID 5787238 .
↑ Michael S. DeClue, Kim K. Baldridge, Dominik E. Künzler, Peter Kast a Donald Hilvert. Isochorismát pyruvát lyáza: pericyklický reakční mechanismus? (anglicky) // Journal of the American Chemical Society: Vědecký časopis. - 2005. - Sv. 127 , č. 43 . - S. 15002-15003 . - doi : 10.1021/ja055871t . — PMID 16248620 .
↑ Olivier Kerbarha, Dimitri Y. Chirgadzeb, Tom L. Blundellb, Chris Abell. Krystalové struktury salicylátové syntázy Yersinia enterocolitica a její komplex s reakčními produkty salicylát a pyruvát (anglicky) // Journal of Molecular Biology : Vědecký časopis. - 2006. - Sv. 357 , č.p. 2 . - str. 524-534 . — PMID 16434053 .
↑ 1 2 Lolita O. Zamir, Anastasia Nikolakakis, Carol A. Bonner, Roy A. Jensen. Důkazy pro enzymatickou tvorbu isoprefenátu z isochorismatu (anglicky) // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters : Scientific journal. - 1993. - Sv. 3 , ne. 7 . - S. 1441-1446 .
↑ Geza Hrazdina, Roy A. Jensen. Prostorová organizace enzymů v metabolických cestách rostlin (anglicky) // Plant Physiology : Scientific Journal. - Americká společnost rostlinných biologů , 1992. - Sv. 43 . - str. 241-267 . - doi : 10.1146/annurev.pp.43.060192.001325 .
↑ Edwin Haslam. Secondary Metabolism - Fact and Fiction (anglicky) // Natural Product Reports: Scientific journal. - 1986. - Sv. 3 . - str. 217-249 . - doi : 10.1039/NP9860300217 .
↑ Leah C. Blasiak a Jon Clardy. Objev metabolitů 3-formyl-tyrosinu z Pseudoalteromonas tunicata prostřednictvím heterologního vyjádření (anglicky) // Journal of the American Chemical Society: Vědecký časopis. - 2010. - Sv. 132 , č.p. 3 . - S. 926-927 . doi : 10.1021 / ja9097862 . — PMID 20041686 .
↑ 1 2 Tomoshige Hiratsuka, Kazuo Furihata, Jun Ishikawa, Haruyuki Yamashita, Nobuya Itoh, Haruo Seto, Tohru Dairi. An Alternative Menaquinone Biosynthetic Pathway Operating in Microorganisms (anglicky) // Science : Scientific journal. - 2008. - Sv. 321 , č.p. 5896 . - S. 1670-1673 . - doi : 10.1126/science.1160446 . — PMID 18801996 .
↑ C. Arakawa, M. Kuratsu, Kazuo Furihata, Tomoshige Hiratsuka, Nobuya Itoh, Haruo Seto, Tohru Dairi. Diversity of the Early Step of the Futalosine Pathway (anglicky) // Antimicrobial Agents and Chemotherapy : Vědecký časopis. - 2011. - Sv. 55 , č. 2 . - S. 913-916 . - doi : 10.1128/AAC.01362-10 . — PMID 21098241 . (nedostupný odkaz)
↑ Arata Yajima, Saki Kouno, Tohru Dairi, Manami Mogi, Ryo Katsuta, Haruo Seto, Tomoo Nukada. Syntéza (±)-cyklického dehypoxanthin futalosinu, biosyntetického meziproduktu v alternativní biosyntetické dráze pro menachinony (anglicky) // Tetrahedron Letters : Scientific journal. - 2011. - Sv. 52 , č. 38 . - S. 4934-4937 . - doi : 10.1016/j.tetlet.2011.07.061 .
↑ Jack E. Baldwin, Harjinder S. Bansal, Julia Chondrogianni, Leslie D. Field, Ahmed A. Taha, Viktor Thaller, Donald Brewer, Alan Taylor. Biosyntéza 3-(3'-isokyancyklopent-2-enyliden)propionové kyseliny pomocí Trichoderma hamatum (bon.) bain. aggr (anglicky) // Tetrahedron: Scientific journal. - 1985. - Sv. 41 , č. 10 . - S. 1931-1938 . - doi : 10.1016/S0040-4020(01)96556-1 .
↑ Robin Teufel, Thorsten Friedrich, Georg Fuchs. Oxygenáza, která tvoří a deoxygenuje toxický epoxid (anglicky) // Nature : Scientific journal. - 2012. - Sv. 483 , č.p. 7389 . - str. 359-362 . - doi : 10.1038/příroda10862 . — PMID 22398448 .
↑ P. L. Dutton, W. C. Evans. Fotometabolismus kyseliny benzoové Rhodopseudomonas palustris : nová cesta metabolismu aromatických kruhů (anglicky) // The Biochemical journal : Scientific journal. - 1968. - Sv. 109 , č. 2 . - S. 5P-6P . — PMID 5679383 .
↑ Martin Welker & Hans von Döhren. Cyanobacterial peptides — Nature's own combinatorial biosynthesis (anglicky) // FEMS Microbiology Reviews : Vědecký časopis. - 2006. - Sv. 30 , č. 4 . - str. 530-563 . - doi : 10.1111/j.1574-6976.2006.00022.x . — PMID 16774586 .
↑ 1 2 3 4 5 6 Sarah Mahlstedt, Elisha N. Fielding, Bradley S. Moore a Christopher T. Walsh. Prefenát dekarboxylázy: nová rodina enzymů využívajících prefenát, která provádí nearomatizující dekarboxylaci na cestě k různým sekundárním metabolitům // Biochemistry : Scientific journal. - 2010. - Sv. 49 , č. 42 . - S. 9021-9023 . doi : 10.1021 / bi101457h . — PMID 20863139 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Jason M. Crawford, Sarah A. Mahlstedt, Steven J. Malcolmson, Jon Clardy, Christopher T. Walsh. Dihydrofenylalanin: Prephenate- Derived Photorhabdus luminescens Antibiotic and Intermediate in Dihydrostilbene Biosynthesis (anglicky) // Chemistry & Biology : Scientific journal. - 2011. - Sv. 18 , č. 9 . - S. 1102-1112 . — doi : 10.1016/j.chembiol.2011.07.009 . — PMID 21944749 .
↑ 1 2 3 4 Sarah A. Mahlstedt a Christopher T. Walsh. Výzkum biosyntézy antikapsinu odhaluje cestu čtyř enzymů k tetrahydrotyrosinu u Bacillus subtilis // Biochemistry: Vědecký časopis. - 2010. - Sv. 49 , č. 5 . - S. 912-923 . - doi : 10.1021/bi9021186 . — PMID 20052993 .
↑ 1 2 3 Jared B. Parker a Christopher T. Walsh. Stereochemický výsledek ve čtyřech stereogenních centrech během konverze prefenátu na tetrahydrotyrosin pomocí BacABGF v Bacilysin Pathway // Biochemistry: Scientific Journal. - 2012. - Sv. 51 , č. 28 . - S. 5622-5632 . doi : 10.1021 / bi3006362 . — PMID 22765234 .
↑ 1 2 Matthew D. Hilton, N. Gurdal Alaeddinoglu, Arnold L. Demain. Syntéza Bacilysinu pomocí větví Bacillus subtilis z prefenátu dráhy aromatických aminokyselin // Americká společnost pro mikrobiologii : Vědecký časopis. — Americká společnost pro mikrobiologii, 1988. - Sv. 170 , č.p. 1 . - str. 482-484 . — PMID 3121591 .
↑ Yoshio Takeda, Vivien Mak, Chid-Chin Chang, Ching-Jer Chang, Heinz G. Floss. Biosynthesis of ketomycin (anglicky) // The Journal of Antibiotics (Tokio): Vědecký časopis. - 1984. - Sv. 37 , č. 8 . - S. 868-875 . - doi : 10.7164/antibiotika.37.868 . — PMID 6384167 .
↑ Jean Favre-Bonvin, Jacques Bernillon, Nadia Salin, Noel Arpin. Biosyntéza mykosporinů: Mycosporine glutaminol in Trichothecium roseum (anglicky) // Phytochemistry : Scientific journal. - 1987. - Sv. 26 , č. 9 . - S. 2509-2514 . - doi : 10.1016/S0031-9422(00)83866-2 .
↑ José I. Carreto a Mario O. Carignan. Aminokyseliny podobné mykosporinu: Relevantní sekundární metabolity. Chemické a ekologické aspekty (anglicky) // Marine Drugs: Scientific journal. - 2011. - Sv. 9 , č. 3 . - str. 387-446 . - doi : 10.3390/md9030387 . — PMID 21556168 .
↑ VP Maier, DM Metzler, AF Huber. 3 - Kyselina O -Caffeoylshikimová (kyselina daktylifrová) a její izomery, nová třída substrátů enzymatického hnědnutí // Biochemical and Biophysical Research Communications : Scientific journal. - 1964. - Sv. 14 , č. 2 . - str. 124-128 . - doi : 10.1016/0006-291X(64)90241-4 . — PMID 5836492 .
↑ Nobuji Nakatani, Shin-ichi Kayano, Hiroe Kikuzaki, Keiko Sumino, Kiyoshi Katagiri, Takahiko Mitani. Identifikace, kvantitativní stanovení a antioxidační aktivity izomerů kyseliny chlorogenové ve švestkách ( Prunus domestica L. ) // Journal of Agricultural and Food Chemistry: Vědecký časopis. - 2000. - Sv. 48 , č. 11 . - S. 5512-5516 . doi : 10.1021 / jf000422s . — PMID 11087511 .
↑ Yadu D. Tewari, N. Kishore, R. H. Bauerle, W. R. LaCourse, Robert N. Goldberg. Termochemie reakce {fosfoenolpyruvát(aq) + d -erythrosa 4-fosfát(aq) + H2O(1) = 2-dehydro-3-deoxy- d - arabino - heptonát 7-fosfát(aq) + fosfát(aq)} (anglicky) // Journal of Chemical Thermodynamics: Vědecký časopis. - 2001. - Sv. 33 , č. 12 . - S. 1791-1805 .
↑ 1 2 3 4 5 NIST - Termodynamika enzymaticky katalyzovaných reakcí
↑ 1 2 Yadu D. Tewari, Robert N. Goldberg, Alastair R. Hawkins, Heather K. Lamb. Termodynamická studie reakcí: {2-dehydro-3-deoxy- d - arabino -heptanoát 7-fosfát (aq) = 3-dehydrochinát (aq) + fosfát (aq)} a {3-dehydroquinát (aq) = 3 -dehydroshikimate(aq) + H2O(l)} (anglicky) // Journal of Chemical Thermodynamics : Vědecký časopis. - 2002. - Sv. 34 , č. 10 . - S. 1671-1691 . — ISSN 0021-9614 . - doi : 10.1016/S0021-9614(02)00226-4 .
↑ P. R. Andrews a R. C. Haddon. Molekulární orbitální studie enzymaticky katalyzovaných reakcí. Rearrangement of Chorismate to Prephenate (anglicky) // Australian Journal of Chemistry : Vědecký časopis. - 1979. - Sv. 32 , č. 9 . - S. 1921-1929 . - doi : 10.1071/CH9791921 .
↑ Peter Kast, Yadu B. Tewari, Olaf Wiest, Donald Hilvert, Kendall N. Houk, Robert N. Goldberg. Thermodynamics of the Conversion of Chorismate to Prephenate: Experimental Results and Theoretical Predictions (anglicky) // Journal of Physical Chemistry B : Scientific journal. - 1997. - Sv. 101 , č. 50 . - S. 10976-10982 . - doi : 10.1021/jp972501l . (nedostupný odkaz)
↑ KEGG - Degradace toluenu - Referenční cesta
↑ 1 2 KEGG - Degradace polycyklických aromatických uhlovodíků - Referenční cesta
↑ KEGG - Degradace benzoátu - Referenční cesta
↑ KEGG - Odbourávání aminobenzoátu - Referenční cesta
↑ Metzler, ročník 3, 1980 , úkol 15, str. 177.
↑ RS Chaleff. The Inducible Quinate-Shikimate Catabolic Pathway in Neurospora crassa : Induction and Regulation of Enzyme Synthesis (anglicky) // Journal of general microbiology : Vědecký časopis. - 1974. - Sv. 81 , č. 2 . - str. 357-372 . - doi : 10.1099/00221287-81-2-357 . — PMID 4275849 . (nedostupný odkaz)
↑ Haruhiko Teramoto, Masayuki Inui a Hideaki Yukawa. Regulace exprese genů zapojených do využití quinátu a šikimátu v Corynebacterium glutamicum (anglicky) // Aplikovaná a environmentální mikrobiologie : Vědecký časopis. - 2009. - Sv. 75 , č. 11 . - str. 3461-3468 . - doi : 10.1128/AEM.00163-09 . — PMID 19376919 .
↑ Herrmann, 1999 , str. 473, 476, 480, 483, 487, 488, 492.
↑ Leonardo Negron, Mark L. Patchett a Emily J. Parker. Exprese, purifikace a charakterizace dehydrochinátsyntázy z Pyrococcus furiosus . - 2011. - doi : 10.4061/2011/134893 . — PMID 21603259 .
↑ Uniprot - Pentafunkční AROM polypeptid Rhizoctonia solani
↑ Mary K.B. Berlynová. Linkage map of Escherichia coli K-12, edition 10: the traditional map (anglicky) // Mikrobiologie a molekulární biologie recenze : Vědecký časopis. - 1998. - Sv. 62 , č. 3 . - S. 814-984 . — PMID 9729611 .
↑ NCBI - Biosyntéza fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu - Escherichia coli str. K-12 podstr. MG1655
↑ NCBI - Biosystém biosyntézy chorismatů - Escherichia coli str. K-12 podstr. MG1655
↑ NCBI - Biosystém biosyntézy chorismatů - Microcystis aeruginosa NIES-843
↑ NCBI - Biosystém biosyntézy chorismatů - Streptomyces avermitilis MA-4680
↑ NCBI - Biosystém biosyntézy chorismatů - Bacillus subtilis BSn5
↑ NCBI - Biosyntéza fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu - Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661
↑ NCBI - Biosyntéza chorismatů - Aeropyrum pernix K1
↑ NCBI - Biosystém biosyntézy chorismatů - Saccharomyces cerevisiae S288c
↑ NCBI - Biosyntéza chorismatů - Populus trichocarpa
↑ 1 2 Klaus M. Herrmann. Cesta šikimátu jako vstup do aromatického sekundárního metabolismu // Fyziologie rostlin : Vědecký časopis . - Americká společnost rostlinných biologů , 1995. - Sv. 107 , č. 1 . - str. 7-12 . - doi : 10.1104/pp.107.1.7 . — PMID 7870841 .
↑ Hiroshi Maeda a Natalia Dudareva. Cesta šikimátu a biosyntéza aromatických aminokyselin v rostlinách // Annual Review of Plant Biology : Scientific journal. - 2012. - Sv. 63 . - str. 73-105 . - doi : 10.1146/annurev-arplant-042811-105439 . — PMID 22554242 .
↑ Maksimova N. P. a kol. - "Genetické přístupy k vytváření kmenů-producentů biologicky aktivních sloučenin"; Minsk, BGU, 2009 [1]
↑ Bokut S. B., Gerasimovich N. V., Milyutin A. A. Molekulární biologie: molekulární mechanismy ukládání, reprodukce a implementace genetické informace / ed. Mělník L. S., Kasjanová L. D. - Minsk: Vyšší škola, 2005. - 463 s. - 3000 výtisků. — ISBN 985-06-1045-X .
↑ Gusev M. V., Mineeva L. A. Mikrobiologie / Recenzenti: Ústav mikrobiologie Leningradské státní univerzity. - 2. vyd. - M . : Nakladatelství Moskevské univerzity, 1985. - 376 s. — 10 200 výtisků.
↑ 1 2 3 Johannes Bongaerts, Marco Krämer, Ulrike Müller, Leon Raeven, Marcel Wubbolts. Metabolic Engineering for Microbial Production of Aromatic Amino Acid and Derived Compounds (anglicky) // Metabolic Engineering : Scientific journal. - 2001. - Sv. 3 , ne. 4 . - S. 289-300 . - doi : 10.1006/mben.2001.0196 . — PMID 11676565 .
↑ 1 2 3 4 5 Thomas A. Richards, Joel B. Dacks, Samantha A. Campbell, Jeffrey L. Blanchard, Peter G. Foster, Rima McLeod a Craig W. Roberts. Evoluční počátky eukaryotické šikimátové cesty: Genové fúze, horizontální přenos genů a endosymbiotické náhrady // Eukaryotická buňka: Vědecký časopis. - 2006. - Sv. 5 , č. 9 . - S. 1517-1531 . - doi : 10.1128/EC.00106-06 . — PMID 16963634 .
↑ 1 2 3 4 5 Xiao-Yang Zhi, Ji-Cheng Yao, Hong-Wei Li, Ying Huang, Wen-Jun Li. Celogenomová identifikace, architektury domén a fylogenetická analýza poskytují nové poznatky o raném vývoji šikimátové dráhy u prokaryot // Molecular Phylogenetics and Evolution : Vědecký časopis . - Academic Press , 2014. - Vol. 75 . - S. 154-164 . - doi : 10.1016/j.ympev.2014.02.015 . — PMID 24602988 .
↑ Ningqing Ran, KM Draths a JW Frost. Vytvoření varianty dráhy šikimátu (anglicky) // Journal of the American Chemical Society : Scientific journal. - 2004. - Sv. 126 , č.p. 22 . - S. 6856-6857 . doi : 10.1021 / ja049730n . — PMID 15174841 .
↑ Ningqing Ran a John W. Frost. Řízená evoluce 2-keto-3-deoxy-6- fosfogalaktonát aldolázy, která nahrazuje 7-fosfát syntázu 3-deoxy- d - arabino - heptulosonic kyseliny // Journal of the American Chemical Society: Scientific Journal. - 2007. - Sv. 129 , č. 19 . - S. 6130-6139 . doi : 10.1021 / ja067330p . — PMID 17451239 .
↑ Shankar Balasubramanian, Gareth M. Davies, John R. Coggins, Chris Abell. Inhibice chorismát syntázy pomocí ( 6R )- a ( 6S )-6-fluor-5-enolpyruvylshikimát 3-fosfátu (anglicky) // Journal of the American Chemical Society: Scientific journal. - 1991. - Sv. 113 , č. 23 . - S. 8945-8946 . doi : 10.1021 / ja00023a051 .
↑ 1 2 Stephen Bornemann, Manoj K. Ramjee, Shankar Balasubramanian, Chris Abell, John R. Coggins, David J. Lowe a Roger NF Thorneley. Escherichia coli chorismát syntáza katalyzuje konverzi ( 6S )-6-fluor-5-enolpyruvylšikimát-3-fosfátu na 6-fluorchorismat. Důsledky pro enzymový mechanismus a antimikrobiální působení ( 6S )-6-fluoroshikimátu (anglicky) // Journal of Biological Chemistry : Scientific journal. - 1995. - Sv. 270 , č.p. 39 . - S. 22811-22815 . doi : 10.1074/ jbc.270.39.22811 . — PMID 7559411 .
↑ Gareth M. Davies, Keith J. Barrett-Bee, David A. Jude, Malcolm Lehan, Wright W. Nichols, Philip E. Pinder, John L. Thain, William J. Watkins a R. Geoffrey Wilson. Kyselina ( 6S )-6-fluoroshikimová, antibakteriální látka působící na aromatickou biosyntetickou dráhu (anglicky) // Antimicrobial Agents and Chemotherapy : Scientific journal. - 1994. - Sv. 38 , č. 2 . - str. 403-406 . - doi : 10.1128/AAC.38.2.403 . — PMID 8192477 .
↑ 1 2 Glenn A. McConkey. Zaměření na dráhu šikimátu u parazita malárie Plasmodium falciparum (anglicky) // Antimicrobial Agents and Chemotherapy : Scientific journal. - 1999. - Sv. 43 , č. 1 . - S. 175-177 . — PMID 9869588 .
↑ Vivian Wing Ngar Cheung, Bo Xue, Maria Hernandez-Valladares, Maybelle Kho Go, Alvin Tung, Adeleke H. Aguda, Robert C. Robinson, Wen Shan Yew. Identifikace polyketidových inhibitorů zacílených na 3-dehydrochinátdehydratázu v šikimátové dráze Enterococcus faecalis // PLOS One : Vědecký časopis. - Public Library of Science , 2014. - Sv. 9 , č. 7 . - doi : 10.1371/journal.pone.0103598 . — PMID 25072253 .
↑ O'Callaghan D., Maskell D., Liew FY, Easmon CS a Dougan G. Charakterizace na aromatických a purinových závislých Salmonella typhimurium : pozornost, perzistence a schopnost vyvolat ochrannou imunitu u myší BALB/c // Infekce a Imunita : Vědecký časopis. - 1988. - Sv. 56 , č. 2 . - str. 419-423 . — PMID 3276625 .
↑ Bentley, 1990 , str. 314, 318, 326.
↑ Portals Align - Shikimate Pathway (průběh)
↑ Beztónová bomba – Shikimat
↑ Metzler, svazek 3, 1980 , str. 175.
↑ K. Lohmann, O. Meyerhof. Über die enzymatische Umwandlung von Phosphoglycerinsäure in Brenztraubensäure und Phosphorsäure (německy) // Biochem. Zeit. : Vědecký časopis. - 1934. - Bd. 273 .
↑ Giorgio Semenza, Anthony John Turner. Vybraná témata z historie biochemie: Osobní vzpomínky IX / Giorgio Semenza. - Amsterdam, Londýn: Elsevier, Gulf Professional Publishing, 2005. - V. 44. - 438 s. — (Komplexní biochemie). - ISBN 0-444-51866-5 .
↑ B. L. Horecker, P. Z. Smyrniotis. Transaldoláza: tvorba fruktóza-6-fosfátu ze sedoheptulóza-7-fosfátu (anglicky) // Journal of the American Chemical Society: Scientific journal. - 1953. - Sv. 75 , č. 8 . - str. 2021-2022 . — ISSN 0002-7863 . - doi : 10.1021/ja01104a532 .
↑ Sborník Biochemické společnosti. 342. zasedání Biochemické společnosti, Katedra zemědělské chemie, University College of North Wales, Bangor, dne 15. července 1955 [2]
↑ B. Davis, U. Weiss. aromatická biosyntéza. VIII. The role of 5-dehydroquinic acid and quinic acid (anglicky) // Naunyn-Schmiedebergs Archiv für Experimentelle Pathologie und Pharmakologie: Scientific journal. - 1953. - Sv. 220 , č.p. 1-2 . - str. 1-15 . — PMID 13132923 .
↑ Ulrich Weiss, Bernard D. Davis, Elizabeth S. Mingioli. Aromatická biosyntéza. X. Identifikace časného prekurzoru jako kyseliny 5-dehydrochinové (anglicky) // Journal of the American Chemical Society : Scientific journal. - 1953. - Sv. 75 , č. 22 . - S. 5572-5576 . - doi : 10.1021/ja01118a028 .
↑ Bernard David Davis. aromatická biosyntéza. IV. Preferenční konverze, u neúplně blokovaných mutantů, společného prekurzoru několika metabolitů // Americká společnost pro mikrobiologii : Vědecký časopis. — Americká společnost pro mikrobiologii, 1952. - Sv. 64 , č. 5 . - str. 729-748 . — PMID 12999704 .
↑ Bernard David Davis. aromatická biosyntéza. V. Antagonismus mezi kyselinou šikimovou a jejím prekurzorem, kyselinou 5-dehydroshikimovou // Americká společnost pro mikrobiologii : Vědecký časopis. — Americká společnost pro mikrobiologii, 1952. - Sv. 64 , č. 5 . - str. 749-763 . — PMID 12999705 .
↑ Ivan I. Salamon, Bernard D. Davis. Aromatická biosyntéza. IX. The Isolation of a Precursor of Shikimic Acid (anglicky) // Journal of the American Chemical Society : Scientific journal. - 1953. - Sv. 75 , č. 22 . - S. 5567-5571 . - doi : 10.1021/ja01118a027 .
↑ JF Eijkman. Sur les principes constituants de l' Illicium religiosum (Sieb.) (Shikimi-no-ki en japonais) (francouzsky) // Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas: Vědecký časopis. - 1885. - Sv. 4 . - str. 49-53 .
↑ Shende Jiang, Gurdial Singh. Chemická syntéza kyseliny šikimové a jejích analogů (anglicky) // Tetrahedron: Scientific journal. - 1998. - Sv. 54 , č. 19 . - str. 4697-4753 . Archivováno z originálu 27. září 2007.
↑ 1 2 Bernard D. Davis a Elizabeth S. Mingioli. aromatická biosyntéza. VII. Akumulace dvou derivátů kyseliny šikimové bakteriálními mutanty (anglicky) // American Society for Microbiology : Vědecký časopis. — Americká společnost pro mikrobiologii, 1953. - Sv. 66 , č. 2 . - S. 129-136 . — PMID 13084547 .
↑ Ulrich Weiss, Elizabeth S. Mingioli. Aromatická biosyntéza. XV. The Isolation and Identification of Shikimic Acid 5-Phosphate (anglicky) // Journal of the American Chemical Society : Scientific journal. - 1956. - Sv. 78 , č. 12 . - str. 2894-2898 . - doi : 10.1021/ja01593a067 .
↑ JG Levin, D.B. Sprinson. Tvorba 3-enolpyruvyl-shikimát-5-fosfátu v extraktech Escherichia coli (anglicky) // Biochemical and Biophysical Research Communications : Scientific journal. - 1960. - Sv. 3 . - S. 157-163 . - doi : 10.1016/0006-291X(60)90214-X . — PMID 14416213 .
↑ Margaret I. Gibson, Frank Gibson. Nový meziprodukt v aromatické biosyntéze (anglicky) // Biochimica et Biophysica Acta: Scientific journal. - 1962. - Sv. 19 , č. 65 . - S. 160-163 . - doi : 10.1016/0006-3002(62)90166-X . — PMID 13947735 .
↑ F. Gibson a L. L. Jackman. Struktura kyseliny chorismové, nový meziprodukt v aromatické biosyntéze (anglicky) // Nature : Scientific journal. - 1963. - Sv. 198 . - str. 388-389 . - doi : 10.1038/198388a0 . — PMID 13947720 .
↑ U. Weiss, C. Gilvarg, E. S. Mingioli, B. D. Davis. Aromatická biosyntéza XI. Aromatizační krok v syntéze fenylalaninu (anglicky) // Science : Scientific journal. - 1954. - Sv. 119 . - str. 774-775 . - doi : 10.1126/science.119.3100.774 . — PMID 13168367 .
↑ Sherry L. Stenmark, Duane L. Pierson, Roy A. Jensen, George I. Glover. Modrozelené bakterie syntetizují l - tyrosin cestou pretyrosinu (anglicky) // Příroda : Vědecký časopis. - 1974. - Sv. 247 , č.p. 439 . - S. 290-292 . - doi : 10.1038/247290a0 . — PMID 4206476 .
↑ 1 2 3 Jakubke H.-D., Eshkait H. Aminokyseliny, peptidy, proteiny = Aminosäuren, Peptide, Proteine / Přeloženo z němčiny Cand. chem. věd N. P. Zapevalová a Cand. chem. Sciences E. E. Maksimova, ed. dr. chem. věd, prof. Yu V. Mitina. - 3. - M. : "Mir", 1985. - 457 s. - 2700 výtisků.
↑ 1 2 Ovchinnikov Yu. A. Bioorganic chemistry / editor Koroleva N. V .. - M . : "Prosveshchenie", 1987. - 816 s. — 10 500 výtisků.

Literatura

Barton D., Ollis W.D., Haslam E. (eds.). Obecná organická chemie = Komplexní organická chemie / Přeloženo z angličtiny, ed. N. K. Kochetková. - M .: "Chemistry", 1986. - T. 11 (lipidy, sacharidy, makromolekuly, biosyntéza). - S. 685-724. — 736 s.
Metzler D. Biochemie. Chemické reakce v živé buňce = Biochemie. Chemické reakce živých buněk / Přeloženo z angličtiny, ed. akad. A. E. Braunshtein, Dr. of Chem. Sciences L. M. Ginodman, Dr. of Chem. vědy E. S. Severina. - M .: "Mir", 1980. - T. 3. - 488 s. — 25 000 výtisků.

Tématu šikimátové cesty se věnuje řada přehledových publikací:

Ronald Bentley. Cesta šikimátu — metabolický strom s mnoha větvemi (anglicky) // Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology : Scientific journal. - 1990. - Sv. 25 , č. 5 . - str. 307-384 . - doi : 10.3109/10409239009090615 . — PMID 2279393 .
Paul M Dewick. Cesta šikimátu: Aromatické aminokyseliny a fenylpropanoidy // Léčivé přírodní produkty: Biosyntetický přístup . — 3. vydání. - 2009. - S. 137 -186. — 539 s.
Klaus M. Herrmann, Lisa M. Weaver. THE SHIKIMATE PATHWAY // Fyziologie rostlin : Vědecký časopis. - Americká společnost rostlinných biologů , 1999. - Sv. 50 . - str. 473-503 . - doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.473 . — PMID 15012217 .

monografie:

Edwin Haslam. Cesta Shikimate . - první vydání. - London: Butterworths, 1974. - 316 s. - (Série Biosytéza přírodních produktů). - ISBN 0-470-35882-3 .

Zpráva ze sympozia konaného 12. – 16. června 1985 v Asilomar Conference Center, Pacific Grove, Kalifornie, USA (šéfredaktor Eric E. Conn):

Heinz G. Floss. The Shikimate Pathway - An Overview // Nedávné pokroky ve fytochemii : Vědecký časopis. - 1986. - Sv. 20 . - str. 13-55 . - doi : 10.1007/978-1-4684-8056-6_2 .

Odkazy

Biosyntéza fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu - referenční dráha . KEGG. Získáno 29. dubna 2013. Archivováno z originálu 12. května 2013.
Biosyntéza aromatických sloučenin . MetaCyc. Získáno 6. 5. 2013. Archivováno z originálu 12. 5. 2013.
Biosyntéza šikimátu a chorismátu . IUBMB. Získáno 6. 5. 2013. Archivováno z originálu 12. 5. 2013.
SKPDB (ShiKimate Pathway DataBase ) Získáno 6. 5. 2013. Archivováno z originálu 12. 5. 2013.
Jak probíhá biosyntéza fenolických sloučenin? . PharmSpravka.ru. Staženo: 6. května 2013. (neurčitý)
Biosyntéza fenolických sloučenin . Staženo: 6. května 2013. (neurčitý)
Cesta kyseliny šikimové . Fyziologie rostlin ( online ) . Získáno 6. 5. 2013. Archivováno z originálu 12. 5. 2013.
Shikimisäure-Weg (německy) . Spektrum der Wissenschaft. Staženo: 21. července 2014.
Chorismát je klíčovým meziproduktem při syntéze tryptofanu, fenylalanin a tyrosinu . Principy biochemie ( online ) . Získáno 6. 5. 2013. Archivováno z originálu 12. 5. 2013.

Video přednáška (anglicky): 1 2 3 4 5