biogenetic isoprene rule
生源的异戊二烯法则(biogenetic isoprene rule)焦磷酸异戊烯酯 (isopenteny pyrophosphate, IPP, VI),异构体 焦磷酸 γ ,γ - 二甲基烯丙酯 (γ ,γ - dimethyl allyl pyrop...
Ruzicka提出的假设首先由Lynen证明焦磷酸异戊烯脂(Δ的三次方-isopentenylpyrophosphate,IPP)的存在而得到初步验证,其后Folkers又在1956年证明3(R)-甲戊二羟酸(3E-mevalonic acid,MVA)是IPP的关键性前体物质。由此证明了萜类化合物是由异戊二羟酸途径衍生的一类化合物,这就是“生源的异戊二烯法则”。 在萜类化合物的生物合成中,首先合成活性异戊烯前体物,即由乙酰辅酶A(acetyl-CoA)与乙酰乙酰辅酶A(acetoacetyl-CoA)生成3-羟基-3-甲基戊二酸丹酰辅酶A(3-hydroxy-3-methylglutary CoA,HMG-CoA),后者还原生成甲戊二羟酸(MVA)。MVA经数步反应转化成焦磷酸异戊烯脂(Δ的三次方-isopentenylpyrophosphate,IPP),IPP再经硫氢酶(sulphydryl enzyme)及焦磷酸异戊烯脂异构酶(IPP isomerase)转化为焦磷酸γ,γ-二甲基烯丙酯(γ,γ-dimethylallyl pyrophosphate,DMAPP)。IPP和DMAPP两者均可转化为半萜,并在酶的作用下,头-尾相接缩合为焦磷酸香叶酯(geranyl pyrophosphate,GPP),衍生为单萜类化合物,或继续与IPP分子缩合衍生为其他萜类物质,其生物合成途径如下图1、图2所示。因此,甲戊二羟酸是各种类型萜类化合物生物合成的最关键前体。IPP及DMAPP则是生物体内的“活性的异戊二烯”,在生物合成中起着烷基化和延长碳链的作用。