Cтраница 2
Метильная группа кольца А и углеродный атом карбоксильной группы возникают из атома С-2 мевалоната. [16]
Ацетаты, образовавшиеся из эфиров пировино-градной кислоты, являются исходными веществами малонатов и мевалонатов, которые участвуют в образовании кислот, спиртов и углеводородов, соответственно, нормальных или с разветвленной цепью. В живых клетках существует равновесие между гексозами, эфирами пировиноградной и уксусной кислот и трикарбо-ксилатами. Аминокислоты - составные части белковых молекул - и пиррольные кольца образуются из трикарбоновых кислот, участвующих в цикле Кребса. [17]
В случае ( -) - сативена мигрирует 5 - pro - ( R) - водородный атом ( Нд) мевалоната, а в случае энг-лонгифолена - Ь - pro - ( S) - водородный атом. Подобные перегруппировки отмечались и у других сесквитерпеноидов, включая кулморин, авоцеттин и дендробин. [18]
Мевалдиновая кислота ( 28), хотя и восстанавливается в мевалонат специфической редуктазой, вероятно, не является нормальным интермедиатом в биосинтезе мевалоната. Обе стадии восстановления, приводящие к превращению ( 24) в мевалоновую кислоту ( 3) и катализируемые ГМГ-КоА-редуктазой, связаны с участием 4-рго - ( R) - водородного атома NADP. Представляет интерес стереохимия этого восстановления. Полутиоацеталь ( 27) как аддукт З () - мевалдиновой кислоты и кофермента А служит хорошим субстратом для ГМГ-КоА-редуктазы печени крысы, и его восстановление приводит к 5 - pro - ( S) - меченному соединению. В то же время, восстановление 3 ( R) - мевалдиновой кислоты мевалдинатредуктазой из печени крысы приводит к b - pro - ( R) - меченному соединению. [19]
Миграция внутри единичного изопренового звена [ 13С ] метальной группы от атома С-14 к атому С-13, который сам мечен 13С из С-4 положения мевалоната, приводит к соединениям, из которых при деградации методом Куна - Рота получается [ 13С2 ] уксусная кислота. [20]
Этот водородный атом, как и следовало ожидать, берется из С-4-положения мевалоната; действительно, 4 - pro - ( S) - водородный атом мевалоната локализован у атома С-8. Кроме того, оба атома водорода при С-1, атом водорода при С-5 и оба атома водорода при С-6 метятся соответствующими мева-лонатами. Эти результаты подтверждают постулированный гид-ридный сдвиг и исключают участие А1 10 -, Д510 - и А5 6-интермедиа-тов в биосинтезе. Следовательно, С-10-карбениевый ион может быть стабилизирован взаимодействием с нуклеофилом до лакто-низации. [21]
Это одна из немногих обратимых реакций в биосинтезе терпеноидов, и она может привести к потере стерео-химической тождественности атомов водорода при атомах углерода, возникающих из атомов С-2 мевалоната. [22]
Для нескольких групп сесквитерпеноидов, например для трихо-теценов, иллюдинов, кориолинов, а также для кулморина, авоцет-тина и сативена установлено положение водородных меток, вводимых с помощью меченых мевалонатов. Показано, что такие трансформации, как гидроксилирование, протекают с соблюдением обычных стереохимических закономерностей. Определен также ряд биосинтетических путей, приводящих, например, к трихотецину через триходиен и триходермин. [23]
Обнаружение у бактерий нескольких каротиноидов, содержащих арильные концевые группы, представляет большой интерес, поскольку это свидетельствует в пользу существования еще одного, ранее неизвестного, пути биосинтеза ароматического кольца из мевалоната, а не по шикиматному пути или из ацетата с помощью поликетидного механизма ( гл. [24]
С ] Мевалонат и эпоксисквален включаются в 3-амирин ( 68) и родственные тритерпены в проростках гороха. Радиоактивная метка из положения С-2 в мевалонате попадает в экваториальную метильную группу при С-4. Шесть три-тиевых меток включаются в р-амирин из [ 4 () - 4 - 3H 2 - MCJ мевало-новой кислоты, и их положение, особенно в кольце Е, определяется последовательностью 1 2-водородных сдвигов в соответствии с этой схемой. [25]
S-npo - R - и 5-иро - 5-водородными атомами мевалоната. [26]
Механизму конденсации двух молекул фарнезилпирофосфата ( 34) по типу голова к голове с образованием сквалена ( 6) посвящено большое число работ. Сквален, полученный в ходе биосинтеза из [ 5 - 2Н2 ] мевалоната в ферментной системе из печени крысы, содержит одиннадцать из двенадцати максимально возможных атомов дейтерия. [27]
Движущей силой этих реакций является высокая реакционная способность аллильных пирофосфатов. Стереохимия этих стадий также изучалась с использованием хирально меченных при С-2 и С-5 мевалонатов. Первая включает транс-присоединение аллильного фрагмента и электронодонорнон группы X по двойной связи, которое сопровождается обращением конфигурации при атоме углерода, связанного с пирофосфатной группой. Вторая стадия включает элиминирование группы X и атома водорода от углеродного атома, возникшего из С-4 мевалоната. [28]
Стереохимия элиминирования водорода от атомов С-22 и С-23 в пориферастерине исследовалась с применением мевалонатов, стереоспецифически меченных при С-2 и С-5. Суммарный процесс включает ыс-отщепление 22 - pro - ( R) - и 23 - pro - ( R) - водородных атомов. При биосинтезе эргостерина удаляется 22-рго - ( 5) - атом водорода. Вероятно, что при деметилиро-вании скелета одна из метильных групп при С-4 теряется раньше, чем происходит деметилирование при атоме С-14; на такую возможность указывает распространенность циклоэукаленола ( 64) среди высших растений. Однако многие другие стереохимические особенности биосинтеза стеринов в растениях аналогичны таковым в биосинтезе животных. [29]
Оба эти природных соединения представляют собой линейный полиизопрен, причем каучук содержит исключительно цмс-двойные связи, а гуттаперча - исключительно транс-двойные связи. Биосинтез гуттаперчи, по-видимому, осуществляется из изопентенилпирофосфата ( 16), который образуется из ацетата через мевалонат; механизм образования гуттаперчи в общих чертах тот же, как и при образовании таких терпеноидов, как гераниол, фарнезол и геранилге-раниол [34] ( см. также разд. Изомеризация изопентенилпирофосфата ( 16) дает диметилаллилпирофосфат ( 17), действующий как инициатор цепной реакции ( схема 28), которая продолжается до тех пор, пока не образуется цепь приблизительно из 100 элементарных звеньев. Каким образом происходит обрыв цепи, пока неясно. [30]