Биосинтез у различных групп фенольных соединений протекает по одной и той же принципиальной схеме, из общих предшественников и через сходные .промежуточные продукты.
Все фенольные соединения в растениях образуются из углеводов (ацетатно-малонатный путь) и продуктов их превращения и в процессе биосинтеза проходят шикиматный путь.
Биосинтезу многих фенольных соединений предшествует образование аминокислот – L-фенилаланина и L-тирозина.
Фенольные соединения образуются тремя путями, первые два и третий путь смешанный (отдельные части одного и того же соединения синтезируются разными путями).
Ацетатно-малонатный путь.
Установлен американскими учеными Берчем и Донованом в 1955 году. Предшественником является уксусная кислота, которая образуется из сахаров.
В результате ступенчатой конденсации остатков уксусной кислоты образуются поликетометиленовые кислоты. Присоединение происходит по типу «голова» - «хвост» при обязательном участии фермента Коэнзима А с промежуточным образованием ацетил-Коэнзима А, а затем малонил-Коэнзима и поэому называют ацетатно-малонатный путь). Циклизация поликетонов идет под действием фермента синтетазы.
Схема биосинтеза:
уксусная кислота поликетометиленовая кислота
С2-С7
- C2-C6 - H2O
ядро флороглюцина метилсалициловая кислота
Если наращивать цепочку до 16-ти углеродных атомов (8 остатков уксусной кислоты) образуется ядро антрацена.
По ацетатно-малонатному пути идет биосинтез простых фенолов и производных антрацена в грибах и лишайниках; антрахинонов группы хризацина колец А и С антрахинонов группы ализарина в высших растениях; кольца В молекуле флавоноидов, госсипола, содержащегося в коре корней хлопчатника.
Шикиматный путь.
Биосинтез через шикимовую кислоту, соединение близкое к ароматическим соединениям. В расшифровке этого пути биосинтеза большая роль принадлежит ученому Б.Дэвису (1951-55 гг).
Исходными продуктами биосинтеза служат фосфоенолпируват и эритрозо-4-фосфат, образующиеся в процессе гликолиза и пентозного цикла сахаров. В результате ряда ферментативных реакций и конденсации из них образуется шикимовая кислота.
Далее в процессе последовательных ферментативных реакций, протекающих при участии АТФ, присоединяется еще фосфоенолпируват, количество двойных связей увеличивается до двух - образуется префеновая кислота, затем до трех - образуется фенилпировиноградная кислота или оксифенилпировиноградная кислота. Далее под воздействием ферментов образуются ароматические аминокислоты - фенилаланинин и тирозин.
При участии ферментов аммиаклиаз от аминокислот отщепляется аммиак и возникают соответственно коричная и п-оксикоричная кислоты.
Схема биосинтеза:
ШИКИМАТНЫЙ ПУТЬ БИОСИНТЕЗА АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ(1)
фосфо- эритрозо- 7-фосфо-3-дезокси- 3-дегидрохинная
енол- 4-фосфат Д-арабино-гептуло кислота
-пируват зоновая кислота
ШИКИМАТНЫЙ ПУТЬ БИОСИНТЕЗА
АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ (2)
Это исходные продукты синтеза п- и о фенолов в высших растениях, кумаринов, хромонов, лигнанов, кольца В в молекуле флавоноидов, кольца В антрахинонов группы ализарина в высших растениях, гидролизуемых дубильных веществ.
Смешанный путь
По смешанному пути синтезируются флавоноиды и антрахиноны, производные ализарина. Флавоноиды являются источником синтеза конденсированных дубильных веществ.
ГБОУ ВПО СОГМА мИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ рОССИИ