Szlak kwasu scichimowego: drugorzędowy szlak metaboliczny, którego prekursorem jest kwas scichimowy, cząsteczka, która zawiera w sobie te cechy strukturalne i chemiczne, które można znaleźć w metabolitach wtórnych, które z niego pochodzą.
Cząsteczka kwasu scichimowego składa się z: 6-członowego pierścienia, 1 grupy karboksylowej i 3 grup hydroksylowych.Tę samą architekturę molekularną można znaleźć w powstałych z niego metabolitach wtórnych, które w rzeczywistości nazywane są pochodnymi kwas scichimic. Kwas scichimowy pochodzi z połączenia dwóch produktów pośrednich dwóch różnych głównych szlaków metabolicznych:
erytrozo-4-fosforan (3C): produkt pośredni ciemnej fazy fotosyntezy, anaboliczny proces metaboliczny;
kwas fosfoenolopirogronowy (3C): związek pośredni glikolizy, kataboliczny proces metaboliczny;
Dlatego 4-fosforan erytrozu + kwas fosfoenolopirogronowy = kwas scichiminowy: pierwszy prekursor wtórnych szlaków metabolicznych.
Komórka syntetyzuje kwas scichimowy, gdy jest to konieczne lub gdy ilość dwóch podstawowych związków pośrednich jest tak duża i taka, że mogą się akumulować; dzieje się tak, gdy w komórce jest wystarczająca ilość ATP i spowalnia reakcje katabolizmu pierwotnego i anabolizmu.
Ścieżka kwasu malonowego i mewalonowego: oba prekursory wywodzą się z cząsteczki acetylo-CoA, dlatego oba leżą u podstaw jednej ścieżki: ścieżki octanowej.Acetyl-CoA jest cząsteczką łączącą między glikolizą a cyklem Krebsa i dlatego możemy go zdefiniować jako związek pośredni pierwotny metabolizm komórki.
Grupa octanowa (grupa z dwoma atomami węgla) + CoA (koenzym A) = Acetyl CoA: cząsteczka należąca do metabolizmu pierwotnego, która jest wykorzystywana jako biologiczny element budulcowy w budowie metabolitów wtórnych.
Szlak octanowy jest następnie rozróżniany przez szlak kwasu malonowego i szlak kwasu mewalonowego. Koenzym A działa jako transport dwóch jednostek węglowych z cytoplazmy do mitochondrium komórki, gdzie zachodzi cykl Krebsa. Węgiel jest natomiast transportowany gdzie indziej w przypadku nadwyżki energii i mogą stanowić najróżniejsze metabolity wtórne, które mają parzystą liczbę atomów węgla jako wspólną cechę, w tym kwas malonowy (C4) i mewalonowy (C6).
Szlaki metaboliczne kwasu scichimowego i octanu mają zatem dokładną architekturę molekularną, która pozwala nam łatwo zidentyfikować ich wtórne pochodne. Do ten alkaloidy, które mają zróżnicowaną architekturę, identyfikacja prekursora nie jest tak łatwa, innymi słowy, nie jest tak łatwo zaklasyfikować poszczególne kategorie alkaloidów, przypisując każdy z nich do jednego prekursora. W rzeczywistości alkaloidy mają więcej niż jeden prekursor, ponieważ pochodzą z aminokwasów (pierwotne związki azotu, które komórka wykorzystuje do produkcji drugorzędowych cząsteczek azotu).Wtórne metabolity azotu to głównie alkaloidy, ale istnieją również inne cząsteczki o niższym profilu zdrowotnym niż ich własny, takie jak cyjanogeny glikozydy (zawarte w gorzkich migdałach) i β-cyjano (pigmenty) Aminokwasy są zróżnicowanymi od siebie związkami azotowymi i ta różnorodność odzwierciedla zróżnicowanie ich bezpośrednich pochodnych, jakimi są alkaloidy.
Jedynym pierwiastkiem chemicznym, który łączy różne kategorie alkaloidów, jest atom azotu zamknięty w pierścieniu heterocyklicznym lub przynajmniej atom azotu z dubletem wolnych elektronów, który nadaje im podstawowe właściwości; ta sama podstawowa reaktywność, która pozwala nam wyodrębnić poszczególne alkaloidy przez przemieszczenie.
Możemy to podsumować, mówiąc, że szlak węglowodanowy jest szlakiem metabolicznym leżącym u podstaw syntezy wszystkich metabolitów wtórnych, dlatego obejmuje wszystkie dotychczas zaobserwowane szlaki metaboliczne:
- octan jest produktem całkowitego zniszczenia cząsteczki glukozy;
- aminokwasy pochodzą z metabolicznych procesów degradacji węglowodanów;
- kwas scichimowy jest prekursorem metabolitów wtórnych, ale także aminokwasów aromatycznych (fenyloalaniny, tryptofanu i tyrozyny);
- glikozyd jest metabolitem wtórnym składającym się z cukru i jednostki niecukrowej, zwanego aglikonem, który prawdopodobnie pochodzi z jednego z podsumowanych szlaków metabolicznych.
Wszystkie biogenetyczne elementy budulcowe, z których powstają metabolity wtórne, pochodzą albo z katabolizmu węglowodanów, albo z ich anabolizmu. Te cukry są tymi samymi jednostkami cukrowymi, które kiedyś połączone z aglikonem stanowią glikozydy.
Szlak metaboliczny octanu podzielony jest na gęste drzewo biogenetyczne, zawierające wszystkie nazwy wtórnych metabolitów, do których dochodzi, różne, w zależności od potrzeb samej komórki:
- Cykl Krebsa z końcową produkcją ATP (metabolizm pierwotny);
- β-utlenianie i synteza kwasów tłuszczowych (metabolizm pierwotny);
- Synteza malonianu lub kwasu malonowego (4C) pochodzącego z połączenia dwóch cząsteczek octanu oraz mewalonianu lub kwasu mewalonowego (6C) pochodzącego z połączenia trzech cząsteczek octanu. Komórka wykorzystuje te dwie cząsteczki o parzystej liczbie atomów węgla do budowy różnych kategorii molekularnych, składających się z liniowych łańcuchów jednostek węglowodorowych, takich jak: kwasy tłuszczowe – wykorzystywane z kolei do produkcji glicerydów i wosków – terpenoidy, antrachinony i steroidy.
Inne artykuły na temat „Biogeneza i charakterystyka składników aktywnych”
- Metabolizm pierwotny i wtórny rośliny
- Farmakognozja
- Szlak metaboliczny kwasu scichimowego
