异戊烯基焦磷酸是一种化学物质, 固醇类 或多 类化合物生物合成的 前体 中间代谢物,由甲 羟 戊酸激活后脱羧而产生。低温下为白色结晶固体,室温下为无色液体。为游离基型 引发剂 ,用作 氯乙烯 及其他 单体 聚合或共聚的低温引发剂。
异戊烯基焦磷酸的形成
异戊烯 二磷酸是所有 类萜 化合物生物合成的前体。一般认为乙 辅酶A是合成途径的起始材料,通过一系列酶促反应而形成。生物体内的 乙酰辅酶A 合成酶可以将醋酸盐转变为乙酰辅酶A,同时糖酵解、脂肪酸代谢也能形成乙酰辅酶A。在 乙酰 转移酶作用下,2个分子乙酰 辅酶A 缩合形成 乙酰乙酰辅酶A (图1,反应B),在 羟基 甲基 戊二酰辅酶A合成酶作用下,乙酰乙酰辅酶A与乙酰辅酶A进一步缩合形成β羟基一β甲基戊二酰辅酶A(图1,反应C)。它在羟甲基戊二酰辅酶A 还原酶 作用通过还原反应产生3,5一二羟一3一甲基 戊酸 (MVA)(图1,反应D),接着,在有 atp 参与下,通过 甲羟戊酸 激酶作用,MVA转变为甲羟戊酸磷酸(MVAP)(图1,反应E),再通过磷酸甲羟戊酸激酶作用,MVAP进一步磷酸化为甲羟戊酸 焦磷酸 (MVAPP)(图1,反应F)。在ATP存在下,经二磷酸甲羟戊酸 脱羧酶 作用,通过脱羧,MVAPP转变为 生物学 上重要的C;化合物 异戊烯焦磷酸 ( IPP )(图1,反应G)。
萜类药物的生物合成途径
萜类是 2-甲基-1,3-丁二烯 的聚合物,生物合成的底物是 异戊烯 焦磷酸(isopentenylpyrophosphate,IPP)和二甲基丙烯焦磷酸(dimethylallyl pyrophosphate,DMAPP)。已经发现两条合成异戊烯 焦磷酸 的途径,一条是脱氧核 糖磷酸(deoxyxylulose 磷酸盐 ,DXP)途径或 甲基 赤藓糖醇 磷酸(methylerythritol phosphate,MEP)途径,主要存在于细菌、植物的脂质体中。另一条是 甲羟戊酸 (mevalonate,MEV)途径,存在于酵母、植物的 细胞质 中。
1、DXP途径
大肠杆菌 的DXP途径包括 dacs 和 isp CDEFGHI 操纵子 .以 丙酮酸 和3— 磷酸甘油醛 为底物,经过脱氧核酮糖磷酸合成酶(deoxyxylu]ose phosphate,DXS)等7步 催化 反应,生成 异戊烯 焦磷酸 和二甲基丙烯焦磷酸(图2)。
2、MEV途径
酵母的MEV途径中, 乙酰 一 CoA 为起始底物,在硫解酶、HMG—CoA合成酶和还原酶催化下,将另外两分子乙酰一CoA用于缩合、还原,生成中间产物 甲羟戊酸 。随后,经过激酶活化和脱羧,生成异戊烯焦磷酸和二甲基丙烯焦磷酸(图3)。