Изопентенилпирофосфат

Cтраница 2

Соединения, содержащие 10, 15 или 20 атомов углерода и являющиеся производными изопентенилпирофосфата, называются мюно -, сескви - и дитерпенами соответственно. Многие сескви-и дитерпены также имеют циклическую структуру. Часто терпены обладают сильным запахом, который ассоциируется с определенными растениями или растительными экстрактами. [16]

Поскольку изопрен не растворяется в воде, то биосинтез изопреноидов протекает не непосредственно из изопрена, а из его растворимого производного изопентенилпирофосфата СН2СН ( СН. [17]

Как будет видно из дальнейших разделов, в биосинтезе индольных алкалоидов большую роль играют реакции триптофана и прочих предшественников с изопентенилпирофосфатом и другими изопреноидами. Простейший пример такого смешанного метаболизма уже обсуждался в разд. В более сложных вариантах изопре-ноидная цепь участвует в формировании дополнительных конденсированных циклов. В частности, такая ситуация имеет место при биосинтезе алкалоидов спорыньи. [18]

Алкнлирование изопентенилпирофосфатом в биосинтезе ауроглау.| Ацилирование бензола. [19]

Электрофилы, ответственные за алкилирование ароматических соединений в живых системах, генерируются из таких соединений, как аминокислота метионин ( перенос метильных групп) и изопентенилпирофосфат ( перенос групп GS, как в биосинтезе плесневого продукта ауроглауцина, рис. 5.20; см. гл. [20]

У некоторых растений, но чаще у грибов и беспозвоночных, пирроли-диновые основания образуются в результате смешанного метаболизма, когда азотный атом гетероцикла привносится аминокислотой, а в конструировании других частей молекулы участвуют изопентенилпирофосфат, ароматические предшественники, поликетиды и т.п. Наиболее простой представитель таких веществ - р-метилпирролин 6.98, найденный в черном перце. Все углеродные атомы этого алкалоида принадлежат остатку изопрена. [21]

Вместе с тем участие марганца в обмене липидов связано с его ролью в синтезе холестерина, объясняемой специфической активацией фермента диметилаллилтрансферазы ( КФ 2.5.1.1), катализирующей синтез фарнезилпирофосфата путем конденсации геранил - и изопентенилпирофосфата. Этот процесс является важным этапом синтеза ланостерниа - предшественника холестерина. Фермент проявляет свою активность только в присутствии металла, причем при низких концентрациях марганец в 40 раз эффективнее магния. [22]

Образование сквалена из изопреноидных пирофосфатов протекает через ряд последовательных конденсаций, как это показано на фиг. Конденсация изопентенилпирофосфата с диметилаллилпирофосфатом дает монотерпен - траис-геранилпирофосфат. [23]

Далее было установлено, что изопентенилпирофосфат ( активный изопрен) является исходным веществом в биосинтезе всех изопреноидов; тем самым подтвердилась гипотеза, лежащая в основе гаопренового правила, предложенного Ружичка. Так, синтетический изопентенилпирофосфат, меченный при С-1, превращается под действием ферментов печени в холелерин и переходит в опытах по инкубации с латексом одуванчика ( Taraxacum kok-saghiz) в радиоактивный каучук. [24]

В заключение следует отметить, что изопреноидная структура дает начало не только стероидам, но и целому ряду других важных природных продуктов. Обобщенная схема, характеризующая участие изопентенилпирофосфата в метаболизме, представлена на фиг. В противоположность этому при взаимодействии пгранс-тракс-фарнезилпи-рофосфата с изопреноидными единицами получается поли-транс-изопрен ( гуттаперча) - материал, лишенный эластических свойств. [25]

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. [26]

Реакция образования фруктозодифосфата представляет собой альдольную конденсацию, а реакция образования геранилпирофосфата - алкилирование. Этерифицированная аллильная структура является сильным электрофильным агентом и легко образует ион карбония, который атакует реакционноспособную двойную связь изопентенилпирофосфата ( фиг. Геранилпирофосфат имеет аллильную структуру и с помощью того же самого механизма может алкилировать другую молекулу изопентенилпирофосфата с образованием фарнезилпирофосфата. [27]

Эта способность еще более повышает его синтетический потенциал. Ниже показан ряд простейших реакций, которые являются источниками некоторых строительных фрагментов и ведут к образованию одного из основных строительных блоков в биосинтезе - изопентенилпирофосфата. [28]

Неадекватность вхождения метки объясняется неодинаковой степенью доступности метаболических фондов изомерных Сз-пиро-фосфатов. Деградацией гераниола, синтезированного Pelargonium glaveolens из ИСО2, показано, что большее количество метки переходит в ту часть молекулы, которая образуется непосредственно из изопентенилпирофосфата. Сначала метка приблизительно одинаково распределяется между обеими частями молекулы, но после экспозиции в течение 12 ч содержание метки в части молекулы, образованной из изопентенилпирофосфата, повышается до 78 %, затем уменьшается, и вновь достигается равновесное распределение. Это позволяет предположить, что выделяемый в начале опыта теранилпирофосфат образуется в результате утечки Сз-пирофос-фатов из мест биосинтеза высших терпеноидов, тогда как на образовании последующего вещества сказалось как наличие диметил-аллилпирофосфатного ( ДМАПФ) фонда, так и компартиментали-зация биосинтеза изопреноидов. Если биосинтез терпенов протекает быстро и степень оборачиваемости субстрата высока или велико время метаболизма, то между обоими фондами и радиоактивным маркером устанавливается равновесие. В результате образуются симметрично меченные продукты. При коротком же периоде метаболизма или при более низких скоростях синтеза терпенов не происходит существенного изменения ферментативно связанного фонда, который ответственен за синтез терпенов, и поэтому образуются несимметрично меченные соединения. [29]

Страницы: 1 2 3