Mevalonátová dráha

Diagram mevalonátové dráhy znázorňující přeměnu acetyl-CoA na isopentenylpyrofosfát, který je základním materiálem při syntéze isoprenoidů. Eukaryotická varianta je znázorněna černě, archeální varianty červeně a modře.

Mevalonátová dráha, také nazývaná isoprenoidová dráha nebo HMG-CoA reduktázová dráha je metabolická dráha přítomná u eukaryot, archeí a některých bakterií. Vznikají při ní dva pětiuhlíkaté stavební prvky - isopentenylpyrofosfát (IPP) a dimethylallylpyrofosfát (DMAPP), které slouží k syntéze izoprenoidů, skupiny biomolekul, kam patří například cholesterol, vitamin K, koenzym Q10 a steroidní hormony.

Výchozí látkou mevalonátové dráhy je acetylkoenzym A (acetyl-CoA) a konečnými produkty IPP a DMAPP. Na mevalonátovou dráhu jsou zaměřena léčiva ze skupiny statinů, sloužící ke snižování koncentrace cholesterolu v krvi, která inhibují HMG-CoA-reduktázu, enzym, jenž je součástí této dráhy.

Svrchní část

Mevalonátová dráha má u eukaryot, archeí i bakterií stejný začátek. Zdrojem uhlíku je acetyl-CoA. +more V prvním kroku kondenzují dvě molekuly acetyl-CoA na acetoacetyl-CoA. Následně dojde ke druhé kondenzací, čímž vznikne HMG-CoA (3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA). Redukcí HMG-CoA se tvoří (R)-mevalonát. Tyto kroky se označují jako svrchní mevalonátová dráha.

Spodní část

Spodní mevalonátová dráha přeměňuje (R)-mevalonát na IPP a DMAPP a má 3 varianty. U eukaryot je mevalonát dvakrát fosforylován v pozici 5-OH a poté dekarboxylován na IPP. +more U některých archeí, jako je Haloferax volcanii, je mevalonát jednou fosforylován v pozici 5-OH, dekarboxylován na izopentenylfosfát (IP) a nakonec fosforylován za vzniku IPP, tato varianta se nazývá archeální mevalonátová dráha I. Třetí variantou, popsanou například u Thermoplasma acidophilum, dochází k fosforylaci mevalonátu v pozici 3-OH a poté v pozici 5-OH. Vzniklý metabolit, mevalonát-3,5-bisfosfát, se dekarboxyluje na IP a nakonec fosforyluje na IPP (zde jde o archeální mevalonátovou dráhu I).

Regulace

Existuje několik enzymů, které mohou být aktivovány transkripční regulací pomocí aktivace SREBP. Tento nitrobuněčný senzor detekuje nízké koncentrace cholesterolu a stimuluje jeho endogenní tvorbu v HMG-CoA reduktázové dráze, podobně jako navýšení vstřebávání lipoproteinů regulací LDL receptoru. +more Regulace této dráhy může také probíhat skrz ovlivňování translace mRNA, degradace reduktázy a fosforylace.

Farmakologický význam

Na mevalonátovou dráhu se zaměřuje několik druhů léčiv: * Statiny (snižují koncentraci cholesterolu v krvi); * Bisfosfonáty (používané k léčbě kostních degenerativních onemocnění)

Vliv nemocí

Mevalonátovou dráhu ovlivňují tyto nemoci:

* Deficit mevalonátkinázy ** Mevalonová acidurie ** Hyperimunoglobulinemický D syndrom (HIDS).

Alternativní dráhy

Rostliny, většina bakterií a někteří prvoci mohou vytvářet izoprenoidy jiným způsobem nazývaným methylerythritolfosfátová (MEP) nebo nemevalonátová dráha. Konečnými produkty mevalonátové i MEP dráhy jsou IPP a DMAPP, enzymatické reakce přeměňující acetyl-CoA na IPP jsou však odlišné. +more U vyšších rostlin MEP probíhá v plastidech, zatímco mevalonátová dráha v cytosolu. K bakteriím využívajícím MEP dráhu patří například Escherichia coli a Mycobacterium tuberculosis.

Přehled reakcí

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Metabolické dráhy