シキミ酸

シキミ酸は、陰イオン形態のシキミ酸塩としてより一般的に知られており、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す。植物や微生物における重要な生化学的代謝物です。その名前は、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日本の花シキミ（シキミ、日本のスターアニス、Illicium anisatum）に由来します。^{[ 1 ]}その構造の解明は、それから約50年後に行われました。^{[ 2 ]}

ホスホエノールピルビン酸とエリスロース-4-リン酸は、 DAHPシンターゼという酵素によって触媒される反応で縮合し、 3-デオキシ-D-アラビノヘプツロソン酸-7-リン酸（DAHP）を生成する。次に、DAHPはDHQシンターゼによって触媒される反応で3-デヒドロキナート（DHQ）に変換される。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）が必要であるが、酵素機構によってNADが再生されるため、NADの正味消費量はゼロとなる。

DHQは、酵素3-デヒドロキナ酸デヒドラターゼによって3-デヒドロシキミ酸に脱水され、さらに酵素シキミ酸デヒドロゲナーゼによってシキミ酸に還元される。この反応では、補因子としてニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADPH）が使用される。

製薬業界では、中国産スターアニス（Illicium v​​erum ）由来のシキミ酸がオセルタミビル（タミフル）の製造の原料として使用されています。シキミ酸はほとんどの独立栄養生物に存在しますが、生合成の中間体であり、一般的に非常に低濃度で存在します。中国産スターアニスからのシキミ酸の分離収率が低いことが、2005年のオセルタミビルの不足の原因とされています。シキミ酸は、北米に豊富に存在するフウ（Liquidambar styraciflua）の果実の種子からも抽出でき、収率は約1.5%です。 ^{[ 2 ]}例えば、タミフル14パッケージには4kg （8.8ポンド）のフウの種子が必要です。これに対し、スターアニスからは3%から7%のシキミ酸が得られると報告されています。大腸菌の生合成経路は最近改良され、商業的に利用できるだけの物質を蓄積できるようになった。^{[ 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葉からも容易に採取できることが示された。^{[ 7 ]}  

保護基は、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においてより一般的に使用されます。これは、保護基の使用によってプロセスに余分な工程と材料コストが発生するためです。しかし、安価なキラルビルディングブロックが入手可能であれば、これらの追加コストを克服できます。例えば、オセルタミビルの合成にはシキミ酸が用いられます。

アミノシキミ酸は、オセルタミビルの合成における出発原料として、シキミ酸の代替品としても用いられる。

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(6S ) -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-リン酸シンターゼ(EPSPS)酵素を阻害します。「ラウンドアップ・レディ」遺伝子組み換え作物は、この阻害を克服します^{[ 10 ] 。}

シキミ酸は、木生シダの葉、特にゼンマイ（シダ目に属する若い木生シダの巻き込んだ葉で、野菜として収穫される）に含まれています。これらの葉は食用ですが、シキミ酸を除去するために焙煎することができます。^{[ 11 ]}

シキミ酸は、一部の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にくい。そのため、グラム陰性菌の外膜は透過性が低いため、シキミ酸はグラム陽性菌に対してのみ活性を示す。^{[ 12 ]}

• アミノシキミ酸経路、シキミ酸経路の新たな変異体