Sikimisav
A sikimisav, általánosabban ismert anionos formájában a sikimát, szerves vegyület, molekulájában ciklohexén, ciklitol és ciklohexánkarbonsav funkció található. Fontos biokémiai metabolit növényekben és mikroorganizmusokban. Nevét a japán sikimi (シキミ, azaz japán csillagánizs, tudományos nevén Illicium anisatum) növényről kapta, amelyből először 1885-ben izolálta Johan Fredrik Eykman. Molekulaszerkezetét csaknem 50 évvel később határozták meg.

Az IARC listájára mint 3-as típusú biológiai vegyület került fel, amely a besorolás szerint az emberre nézve nem rákkeltő tulajdonságú, ám azt javasolják, hogy bizonyos magas sikimisav-tartalmú növényeket ne nyersen fogyasszunk, hanem főzés, sütés, pörkölés során hagyjuk, hogy a benne levő sikimisav elbomoljon.

Egyes hidrolizálható tanninokban a sikimisav alkotja a glikozidos részt.

Bioszintézise 
Foszfoenolpiruvát és eritróz-4-foszfát reakciójából 3-dezoxi-D-arabinoheptulozonát-7-foszfát (DAHP) keletkezik, DAHP szintáz enzim katalizációjával. A DAHP ezután – DHQ szintáz katalizálta reakcióban – 3-dehidrokináttá (DHQ) alakul át. Bár a reakció kofaktorként nikotinamid-adenin-dinukleotidot, azaz NAD-ot igényel, enzimatikus reakciók ezt regenerálják, így nettó felhasználása nem történik.

A DHQ a 3-dehidrokinát dehidratáz enzim segítségével 3-dehidrosikimisavvá dehidratálódik, amely aztán tovább redukálódik a sikimát dehidrogenáz aktivitása során, miközben nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát, azaz NADPH használódik fel.

Sikimát útvonal

Aromás aminosavak bioszintézise 
A sikimisav útvonal 7 lépéses metabolizmus, amelyet baktériumok, gombák, algák, paraziták és növények alkalmaznak aromás aminosavak (fenil-alanin, tirozin és triptofán) szintetizálásához. Ez az útvonal állatokban nem található meg, ezért számukra a fenilalanin és triptofán esszenciális aminosavak, melyek csak táplálkozással vihetők be (az állatok képesek tirozint szintetizálni fenilalaninból, így az csak a fenilketonuriában szenvedő betegek esetében esszenciális, akik nem tudják hidroxilálni a fenilalanint.)

Az útvonal első enzime a sikimát kináz, ez a sikimisav ATP-függő foszforilációját katalizálja, hogy az sikimát-3-foszfáttá alakulhasson. A sikimát-3-foszfátot ezután az 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát (EPSP) szintáz enzim egy foszfoenolpiruváttal kapcsolja, így 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát keletkezik.

Ezt követően az 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát korizmáttá alakul, amit a korizmát szintáz enzim katalizál.

A következő lépésben a korizmátból – a korizmát mutáz által katalizált Claisen-átrendeződéssel – prefénsav szintetizálódik.

A prefenát oxidatív dekarboxilációja során a hidroxilcsoport retenciójával p-hidroxifenilpiruvát keletkezik, amely glutamát, mint nitrogénforrás felhasználásával transzaminálódik, így tirozin és α-ketoglutarát jön létre.

Fenolikumok szintézisének kezdő pontja 
A fenilalanin és a tirozin a fenolpropanoidok szintézisének perkurzorai. Fenolpropanoidokból képződnek később a flavonoidok, kumarinok, tanninok és ligninek. Az első belépő enzim a fenilalanin-ammónia-liáz (PAL) amely egy L-fenilalanint változtat transz-fahéjsavvá és ammóniává.

Galluszsav bioszintézis
A galluszsav 3-dehidrosikimátból keletkezik, melyet a sikimát dehidrigenáz enzim 3,5-didehidrosikimáttá alakít, majd ez utóbbi vegyület spontán galluszsavvá rendeződik át.

Más vegyületek 
A sikimisav még az alábbi vegyületek prekurzor:
 indol, az indolból származtathatóak aminosavak, aromás aminosavak, egyik fontosabbikuk a triptofán, amelyből alakulnak más, pszichedelikus, hallucinogén vegyületek is, mint a dimetil-triptamin
 sok más alkaloid és aromás anyagcseretermék

Mikrospóraszerű aminosavak 
Apró, másodlagos metabolitok, amelyeket erősen napsütötte területeken élő szervezetek állítanak elő, általában tengeri életközösségekben.

Felhasználás 
A gyógyszeriparban a csillagánizsból való kivonatot használják (Illicium verum) amely alapanyaga az oseltamivir (Tamiflu) gyártásának. Bár a sikimisav megjelenik a legtöbb autotróf szervezetben, egy bioszintetikus intermedier így többnyire nagyon alacsony koncentrációban fordul elő. A csillagánizsból kivonható alacsony sikimisav mennyiséggel magyarázzák a 2005-ös oseltamivir hiányt is. Sikimisav kinyerhető az amerikai ámbrafából is amelyből Észak-Amerikában jelentős mennyiség található. De felhasználása arányaiban nem kifizetődő, mivel a belőle származtatható hozam, 1,5%. Például: 4 kg mag volna szükséges 14 doboz Tamiflu előállításához. Összehasonlításképpen, a csillagánizsból kinyert sikimisavból 3-7% hozamot kapunk. Egy 2010-es Maine Universityn végzett tanulmány szerint a sikimisav kivonható néhány fenyőtípus magjából is.

Aminosikimisav a sikimisav egy alternativája, az oseltamivir gyártásának egy kiinduló anyaga.

Gyógyszerek-növényirtószerek előállítása 
A sikimát felhasználható (6S)-6-Fluorosikimisav előállítására, amely egy olyan antibiotikum, amely képes gátolni az aromás bioszintetikus útvonalakat.

Glifozát, aktív összetevőként a herbicid szerekben, úgy hat, hogy megzavarja a növények sikimisav metabolizmusát. Specifikusabban, a glifozát gátol egy enzimet, az 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát szintáz-t (EPSPS).

Lásd még 
 Aminosikimát útvonal, egy újabb, alternatív sikimát útvonal.

Könyvek
 The shikimate pathway, E. Haslam, 2 editions - first published in 1974
 Shikimic acid, E. Haslam, 1 edition - first published in 1993

Fordítás

Jegyzetek

További információk 
Shikimate and chorismate biosynthesis

Többértékű alkoholok
Karbonsavak
Növényi biokémia
A sikimisav , általánosabban ismert anionos formájában a sikimát , szerves vegyület , molekulájában ciklohexén , ciklitol és ciklohexánkarbonsav funkció található . Fontos biokémiai metabolit növényekben és mikroorganizmusokban . Nevét a japán sikimi ( シキミ , azaz japán csillagánizs , tudományos nevén Illicium anisatum ) növényről kapta , amelyből előszörben izolálta Johan Fredrik Eykman . Molekulaszerkezetét csaknemévvel később határozták meg . Az IARC listájára mintas típusú biológiai vegyület került fel , amely a besorolás szerint az emberre nézve nem rákkeltő tulajdonságú , ám azt javasolják , hogy bizonyos magas sikimisav-tartalmú növényeket ne nyersen fogyasszunk , hanem főzés , sütés , pörkölés során hagyjuk , hogy a benne levő sikimisav elbomoljon . Egyes hidrolizálható tanninokban a sikimisav alkotja a glikozidos részt . Bioszintézise Foszfoenolpiruvát és eritróz-4-foszfát reakciójábóldezoxi-D-arabinoheptulozonát-7-foszfát ( DAHP ) keletkezik , DAHP szintáz enzim katalizációjával . A DAHP ezután – DHQ szintáz katalizálta reakcióban –dehidrokináttá ( DHQ ) alakul át . Bár a reakció kofaktorként nikotinamid-adenin-dinukleotidot , azaz NAD-ot igényel , enzimatikus reakciók ezt regenerálják , így nettó felhasználása nem történik . A DHQ adehidrokinát dehidratáz enzim segítségéveldehidrosikimisavvá dehidratálódik , amely aztán tovább redukálódik a sikimát dehidrogenáz aktivitása során , miközben nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát , azaz NADPH használódik fel . Sikimát útvonal Aromás aminosavak bioszintézise A sikimisav útvonallépéses metabolizmus , amelyet baktériumok , gombák , algák , paraziták és növények alkalmaznak aromás aminosavak ( fenil-alanin , tirozin és triptofán ) szintetizálásához . Ez az útvonal állatokban nem található meg , ezért számukra a fenilalanin és triptofán esszenciális aminosavak , melyek csak táplálkozással vihetők be ( az állatok képesek tirozint szintetizálni fenilalaninból , így az csak a fenilketonuriában szenvedő betegek esetében esszenciális , akik nem tudják hidroxilálni a fenilalanint . ) Az útvonal első enzime a sikimát kináz , ez a sikimisav ATP-függő foszforilációját katalizálja , hogy az sikimát-3-foszfáttá alakulhasson . A sikimát-3-foszfátot ezután azenolpiruvilsikimát-3-foszfát ( EPSP ) szintáz enzim egy foszfoenolpiruváttal kapcsolja , ígyenolpiruvilsikimát-3-foszfát keletkezik . Ezt követően azenolpiruvilsikimát-3-foszfát korizmáttá alakul , amit a korizmát szintáz enzim katalizál . A következő lépésben a korizmátból – a korizmát mutáz által katalizált Claisen-átrendeződéssel – prefénsav szintetizálódik . A prefenát oxidatív dekarboxilációja során a hidroxilcsoport retenciójával p-hidroxifenilpiruvát keletkezik , amely glutamát , mint nitrogénforrás felhasználásával transzaminálódik , így tirozin és α-ketoglutarát jön létre . Fenolikumok szintézisének kezdő pontja A fenilalanin és a tirozin a fenolpropanoidok szintézisének perkurzorai . Fenolpropanoidokból képződnek később a flavonoidok , kumarinok , tanninok és ligninek . Az első belépő enzim a fenilalanin-ammónia-liáz ( PAL ) amely egy L-fenilalanint változtat transz-fahéjsavvá és ammóniává . Galluszsav bioszintézis A galluszsavdehidrosikimátból keletkezik , melyet a sikimát dehidrigenáz enzim5-didehidrosikimáttá alakít , majd ez utóbbi vegyület spontán galluszsavvá rendeződik át . Más vegyületek A sikimisav még az alábbi vegyületek prekurzor : indol , az indolból származtathatóak aminosavak , aromás aminosavak , egyik fontosabbikuk a triptofán , amelyből alakulnak más , pszichedelikus , hallucinogén vegyületek is , mint a dimetil-triptamin sok más alkaloid és aromás anyagcseretermék Mikrospóraszerű aminosavak Apró , másodlagos metabolitok , amelyeket erősen napsütötte területeken élő szervezetek állítanak elő , általában tengeri életközösségekben . Felhasználás A gyógyszeriparban a csillagánizsból való kivonatot használják ( Illicium verum ) amely alapanyaga az oseltamivir ( Tamiflu ) gyártásának . Bár a sikimisav megjelenik a legtöbb autotróf szervezetben , egy bioszintetikus intermedier így többnyire nagyon alacsony koncentrációban fordul elő . A csillagánizsból kivonható alacsony sikimisav mennyiséggel magyarázzák aös oseltamivir hiányt is . Sikimisav kinyerhető az amerikai ámbrafából is amelyből Észak-Amerikában jelentős mennyiség található . De felhasználása arányaiban nem kifizetődő , mivel a belőle származtatható hozam,5 % . Például: kg mag volna szükségesdoboz Tamiflu előállításához . Összehasonlításképpen , a csillagánizsból kinyert sikimisavból hozamot kapunk . Egyes Maine Universityn végzett tanulmány szerint a sikimisav kivonható néhány fenyőtípus magjából is . Aminosikimisav a sikimisav egy alternativája , az oseltamivir gyártásának egy kiinduló anyaga . Gyógyszerek-növényirtószerek előállítása A sikimát felhasználható)-6-Fluorosikimisav előállítására , amely egy olyan antibiotikum , amely képes gátolni az aromás bioszintetikus útvonalakat . Glifozát , aktív összetevőként a herbicid szerekben , úgy hat , hogy megzavarja a növények sikimisav metabolizmusát . Specifikusabban , a glifozát gátol egy enzimet , azenolpiruvilsikimát-3-foszfát szintáz-t ( EPSPS ) . Lásd még Aminosikimát útvonal , egy újabb , alternatív sikimát útvonal . Könyvek The shikimate pathway , E. Haslam, editions - first published in Shikimic acid , E. Haslam, edition - first published in Fordítás Jegyzetek További információk Shikimate and chorismate biosynthesis Többértékű alkoholok Karbonsavak Növényi biokémia