From Wikipedia, the free encyclopedia
Mevalonátová dráha, takisto známa ako mevalonátová cesta,[1] je esenciálna metabolická dráha prítomná v eukaryotoch, archeónoch a niektorých baktériách.[2] Touto dráhou sa tvoria dva päťuhlíkaté stavebné kamene, konkrétne izopentenylpyrofosfát (IPP alebo IPDP[3]) a dimetylalylpyrofosfát (DMAPP alebo DMADP[3]), z ktorých sa tvoria izoprenoidy, skupina viac ako 30 000 biomolekúl, ktorá zahŕňa cholesterol, vitamín K, koenzým Q10 a všetky steroidné hormóny.[4]
Mevalonátová dráha začína acetylkoenzýmom A a končí tvorbou IPP a DMAPP.[5] Táto dráha je cieľom statínov, čo sú lieky na zníženie hladiny cholesterolu. Statíny inhibujú HMG-CoA reduktázu, ktorá sa účastní mevalonátovej dráhy.
Prvá časť mevalonátovej dráhy je zhodná pre eukaryoty, archeóny i eubaktérie. Acetyl-CoA je jediným prekurzorom tejto dráhy. V prvom kroku kondenzujú dve molekuly acetyl-CoA za vzniku acetoacetyl-CoA, ktorý následne kondenzuje s treťou molekulou acetyl-CoA za vzniku HMG-CoA (3-hydroxy-3-metylglutaryl-CoA). Redukciou HMG-CoA vzniká (R)-mevalonát, podľa ktorého je táto dráha pomenovaná. Tieto tri kroky sa označujú ako vznik kyseliny mevalónovej.[3]
Druhá časť dráhy sa nazýva premena mevalonátu na izopentenylpyrofosfát.[3] (R)-Mevalonát sa v nej premieňa na IPP a DMAPP táto časť má má tri varianty. U eukaryotov sa mevalonát fosforyluje dvakrát na 5-OH pozícii a potom sa dekarboxyluje za vzniku IPP.[6] U niektorých archeónov, napr. Haloferax volcanii, sa mevalonát fosforyluje v 5-OH pozícii a potom dekarboxyluje za vzniku izopentenylfosfátu (IP), ktorý sa potom znovu fosforyluje za vzniku IPP.[7] U tretieho variantu dráhy, ktorý bol objavený u Thermoplasma acidophilum, dochádza k fosforylácii mevalonátu na 3-OH pozícii a potom na 5-OH pozícii. Tým vzniká mevalonát-3,5-bisfosfát, ktorý sa dekarboxyluje na IP a následne fosforyluje na IPP.[8][9]
Enzým | Reakcia | Popis |
Acetoacetyl-CoA tioláza | Dve molekuly acetyl-CoA (z citrátového cyklu) kondenzujú za vzniku acetoacetyl-CoA. | |
HMG-CoA syntáza | Acetoacetyl-CoA kondenzuje s ďalšou molekulou acetyl-CoA za vzniku 3-hydroxy-metylglutaryl-CoA (HMG-CoA). | |
HMG-CoA reduktáza | HMG-CoA sa redukuje na mevalonát pomocou NADPH. Toto je rýchlosť určujúci krok syntézy cholesterolu a preto sa na tento enzým zameriavajú rôzne lieky (statíny). | |
Mevalonát-5-kináza | Mevalonát sa fosforyluje na 5-OH pozícii, čím vzniká mevalonát-5-fosfát (kyselina fosfomevalónová, fosfomevalonát). V procese sa spotrebuje 1 ATP. | |
Mevalonát-3-kináza | Mevalonát sa fosforyluje na 3-OH pozícii, čím vzniká mevalonát-3-fosfát. V procese sa spotrebuje 1 ATP. | |
Mevalonát-3-fosfát-5-kináza | Mevalonát-3-fosfát sa fosforyluje na 5-OH pozícii, čím vzniká mevalonát-3,5-bisfosfát. V procese sa spotrebuje 1 ATP. | |
Fosfomevalonátkináza | Mevalonát-5-fosfát sa fosforyluje na 5-OH pozícii, čím vzniká mevalonát-5-pyrofosfát. V procese sa spotrebuje 1 ATP. | |
Mevalonát-5-pyrofosfátdekarboxyláza | Mevalonát-5-pyrofosfát sa dekarboxyluje, čím vzniká izopentenylpyrofosfát (IPP). V procese sa spotrebuje 1 ATP. | |
Izopentenylpyrofosfátizomeráza | Izopentenylpyrofosfát izomerizuje na dimetylalylpyrofosfát. |
Niektoré enzýmy sú aktivované pomocou transkripčnej regulácie aktiváciou SREBP. Tento vnútrobunkový senzor detekuje nízku hladinu chloresterolu a stimuluje jeho endogénnu produkciu mevalonátovou dráhou. Takisto podporuje príjem lipoproteínov. Reguláciu tejto dráhy je možné dosiahnuť i riadením translácie mRNA, degradáciou reduktázy a fosforyláciou.[2]
Niektoré lieky sú cielené na mevalonátovú dráhu:
Niektoré ochorenia postihujú mevalonátovú dráhu:
Rastliny, väčšina baktérií a niektoré prvoky (napr. parazit malárie) sú schopné produkovať izoprenoidy alternatívnou dráhou, ktorá sa nazýva metylerytritolfosfátová (MEP) alebo nemevalonátová dráha (pretože neobsahuje mevalonát ako intermediát).[13] Produkty tejto dráhy sú zhodné s mevalonátovou dráhou, teda IPP a DMAPP, ale enzýmové reakcie, ktoré premieňajú acetyl-CoA na IPP, sú úplne odlišné. Interakcie medzi týmito dráhami sa dajú študovať pomocou 13C-glukóza izotopomérov.[14] U vyšších rastlín prebieha MEP dráha v plastidoch a mevalonátová dráha v cytozole.[13] Príkladom baktérií, ktoré majú MEP dráhu, je Escherichia coli alebo patogén Mycobacterium tuberculosis.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.