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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
(3 R ,4 S ,5 R )-3,4,5-トリヒドロキシシクロヘキサ-1-エン-1-カルボン酸 | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.004.850 | ||
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| Ｃ7Ｈ10Ｏ5 | |||
| モル質量 | 174.15グラム/モル | ||
| 融点 | 185～187 °C (365～369 °F; 458～460 K) | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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シキミ酸は、アニオン型のシキミ酸としてよく知られ、シクロヘキセン、シクリトール、シクロヘキサンカルボン酸である。植物や微生物の重要な生化学的代謝物である。その名前は日本の花シキミ（Illicium anisatum ）に由来し、1885年にヨハン・フレドリック・エイクマンによって初めて単離された。[1]その構造は、ほぼ50年後に解明された。[2]
生合成
ホスホエノールピルビン酸とエリスロース-4-リン酸は、酵素DAHPシンターゼによって触媒される反応で縮合して3-デオキシ-D-アラビノヘプツロソネート-7-リン酸（DAHP）を形成します。次にDAHPは、DHQシンターゼによって触媒される反応で3-デヒドロキナ酸（DHQ）に変換されます。この反応には補因子としてニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）が必要ですが、酵素機構によってNADが再生されるため、NADは完全には使用されません。
ホスホエノールピルビン酸とエリスロース-4-リン酸からの3-デヒドロキナ酸の生合成
DHQ は、3-デヒドロキナ酸脱水酵素によって3-デヒドロシキミ酸に脱水され、これがニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH) を補因子として 使用するシキミ酸脱水素酵素によってシキミ酸に還元されます。
3-デヒドロキナ酸からのシキミ酸の生合成
シキミ酸経路
芳香族アミノ酸の生合成
シキミ酸経路は、重要な中間体であるシキミ酸にちなんで名付けられた、細菌、真菌、藻類、寄生虫、植物が芳香族アミノ酸（フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン）を生合成する7段階の代謝経路です。この経路は動物には見られないため、フェニルアラニンとトリプトファンは必須栄養素であり、動物の食事から摂取する必要があります。チロシンは必須ではありません。フェニルアラニンをチロシンに水酸化できない個体を除き、フェニルアラニンから合成できるためです。
いくつかのフェノール類の生合成の出発点
フェニルアラニンとチロシンは、フェニルプロパノイドの生合成に使用される前駆物質です。フェニルプロパノイドは、フラボノイド、クマリン、タンニン、リグニンの生成に使用されます。関与する最初の酵素は、 L-フェニルアラニンをトランス桂皮酸とアンモニアに変換するフェニルアラニンアンモニアリアーゼ（PAL）です。
没食子酸の生合成
没食子酸は、3-デヒドロシキミ酸からシキミ酸脱水素酵素の作用によって生成され、 3,5-ジデヒドロシキミ酸が生成される。この後者の化合物は自発的に没食子酸に転位する。[3]
その他の化合物
シキミ酸は以下のものの前駆体です:
マイコスポリン様アミノ酸
マイコスポリン様アミノ酸は、通常は海洋環境など、太陽光量の多い環境に生息する生物によって生成される小さな二次代謝産物です。
用途
製薬業界では、中国産スターアニス（Illicium verum ）から抽出したシキミ酸がオセルタミビル（タミフル）製造の原料として使用されている。シキミ酸はほとんどの独立栄養生物に存在しているが、生合成中間体であり、一般に非常に低濃度で存在する。中国産スターアニスからのシキミ酸の単離収率が低いことが、2005年のオセルタミビル不足の原因とされている。シキミ酸は、北米に豊富に生息するモミジバフウ（Liquidambar styraciflua）の果実の種子からも抽出可能であり、[2]収率は約1.5%である。例えば、タミフル14包を作るにはモミジバフウの種子4kg（8.8ポンド）が必要である。比較すると、スターアニスからは3%～7%のシキミ酸が得られると報告されている。大腸菌の生合成経路は最近強化され、商業的に利用できるほど十分な物質を蓄積できるようになりました。[4] [5] [6]メイン大学 が2010年に発表した研究では、シキミ酸は数種の松の針葉からも容易に収穫できることが示されました。[7]
保護基は、その使用によりプロセスに追加のステップと材料コストが追加されるため、工業生産プロセスよりも小規模な実験室作業や初期開発でより一般的に使用されます。ただし、安価なキラルビルディングブロックが利用可能であれば、これらの追加コストを克服できます。たとえば、オセルタミビルのシキミ酸などです。
アミノシキミ酸は、オセルタミビルの合成の出発物質としてシキミ酸の代替品としても使用されます。
薬物の標的
シキミ酸は、芳香族生合成経路を阻害する抗生物質である（6 S）-6-フルオロシキミ酸[8]の合成に使用できます。 [9]より具体的には、グリホサートは5-エノールピルビルシキミ酸-3-リン酸合成酵素（EPSPS）を阻害します。「ラウンドアップレディ」遺伝子組み換え作物は、その阻害を克服します。[10]
発生
シキミ酸はシダの葉に含まれており、フィドルヘッド（シダ目シダの若い葉を巻き上げ、野菜として収穫したもの）と呼ばれる特産品である。この葉は食用だが、焙煎することでシキミ酸を除去することができる。[11]
シキミ酸は、加水分解性タンニンの配糖体部分でもある。この酸は水に非常に溶けやすく、非極性溶媒には溶けないため、シキミ酸はグラム陰性菌の細胞外膜不透過性のため、グラム陽性菌に対してのみ活性を示す。[12]
参照
- アミノシキミ酸経路、シキミ酸経路の新しいバリエーション
参考文献
- ^ JF エイクマン (1881)。 「Illicium religiosum Sieb.、Illicium anisatum Lourの植物関係」。アメリカ薬学雑誌。53（8）。
- ^ ab エンリッチ、リザ B.;シューアーマン、マーガレット L.モハジャー、アシュリー。マティアス、キャスリン R.エラー、クリスタル F.ニューマン、M.スコット。藤中、マイケル。プーン、トーマス (2008 年 4 月)。 「Liquidambar styraciflua : シキミ酸の再生可能な供給源」。四面体の文字。49 (16): 2503–2505。土井：10.1016/j.tetlet.2008.02.140。
- ^ 「没食子酸経路」。metacyc.org。
- ^ Bradley, D. (2005 年 12 月). 「インフルエンザの大流行を制御する細菌の主役?」Nature Reviews Drug Discovery . 4 (12): 945–946. doi :10.1038/nrd1917. PMID 16370070. S2CID 30035056.
- ^ Krämer, M.; Bongaerts, J.; Bovenberg, R.; Kremer, S.; Müller, U.; Orf, S.; Wubbolts, M.; Raeven, L. (2003). 「シキミ酸の微生物生産のための代謝工学」. 代謝工学. 5 (4): 277–283. doi :10.1016/j.ymben.2003.09.001. PMID 14642355.
- ^ Johansson, L.; Lindskog, A.; Silfversparre, G.; Cimander, C.; Nielsen, KF; Liden, G. (2005). 「リン酸制限および炭素制限条件下での E. coli の改変株 (W3110.shik1) によるシキミ酸の生産」。バイオテクノロジーとバイオエンジニアリング。92 (5): 541–552。doi :10.1002/bit.20546。PMID 16240440。S2CID 19659961 。
- ^ 「メイン州の松葉から貴重なタミフル原料が見つかる」Boston.com 2010年11月7日。
- ^ Song, Chuanjun; Jiang, Shende; Singh, Gurdial (2011年8月4日). 「(6S)-6-フルオロシキミ酸と(6R)-6-ヒドロキシシキミ酸の簡易合成」.中国大学化学研究. 18 (2): 146–152.
- ^ Davies, GM; Barrett-Bee, KJ; Jude, DA; Lehan, M; Nichols, WW; Pinder, PE; Thain, JL; Watkins, WJ; Wilson, RG (1994 年 2 月)。「(6S)-6-フルオロシキミ酸、芳香族生合成経路に作用する抗菌剤」。抗菌剤および化学療法。38 ( 2): 403–406。doi :10.1128/AAC.38.2.403。PMC 284469。PMID 8192477 。
- ^ Funke, T.; Han, H.; Healy-Fried, ML; Fischer, M.; Schonbrunn, E. (2006 年 8 月 29 日). 「ラウンドアップレディ作物の除草剤耐性の分子的根拠」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 103 (35): 13010–13015. Bibcode :2006PNAS..10313010F. doi : 10.1073/pnas.0603638103 . PMC 1559744. PMID 16916934 .
- ^ Evans, IA; Osman, MA (1974年7月). 「ワラビとシキミ酸の発がん性」. Nature . 250 (5464): 348–349. Bibcode :1974Natur.250..348E. doi :10.1038/250348a0. PMID 4211848. S2CID 4175635.
- ^ Chung, Hai-Jung (2009年9月30日). 「スターアニス（Illicium verum）抽出物の生物学的活性の評価」.予防栄養学および食品科学. 14 (3): 195–200. doi :10.3746/jfn.2009.14.3.195.
書籍
- ハスラム、E.（1974）。シキミ酸経路（第1版）。
- ハスラム、エドウィン（1993）。シキミ酸：代謝と代謝物。Wiley。ISBN 978-0-471-93999-3。