-
Alkaloīdu biosintēze augos
Sekologanīna biosintēzes mehānisms nav pilnīgi noskaidrots! Ir zināms, ka izopentinildifosfāts (IPP), kas ir visu terpenoīdu priekštecis, veidojas vai mevalonāta, vai nesen atklātā triozofosfāta/piruvāta („nemevalonāta”) biosintēzes ceļu rezultātā. Striktozidīna alkaloīdu gadījumā, inkubējot Catharanthus rosea un Ophiorrhiza pumila suspensiju šūnu kultūras ar radioaktīvi iezīmēto 13C-glikozi, bija parādīts, ka sekologanīna biosintēze notiek galvenokārt tieši pēc „nemevalonāta” ceļa.
Geraniols, kas veidojas no IPP, tālāk hidroksilējas ar geraniol-10-hidroksilāzes (G10H) palīdzību līdz 10-hidroksigeraniolam. Mēslojot augus ar 3H-iezīmētiem terpēna atvasinājumiem bija paradīts, ka bez 10-hidroksigeraniola veidojas vel divi sekologanīna biosintēzes starpprodukti – iridodiāls un iridotriāls.
Aldehīdam iridotriālam oksidējoties līdz atbilstošai karbonskābei, esterificējoties un glikozilējoties veidojas deoksiloganīns, kas atkal hidroksilējoties, pārveidojas par loganīnu. Tālāk, NADFH-atkarīgā P450 oksidāze sekologanīnsintāze (SLS) oksidē loganīnu līdz sekologanīnam pēc radikāļu mehānisma. Iegūtais sekologanīns enzīma striktozidīnsintāzes ietekmē kondensējas ar triptamīnu (Piktēta-Spenglera kondensācija) un rezultātā veidojas striktozidīns (izo-vinkozīds) ar S stereoizomēriju uz C5 atoma. Striktozidīnsintāze ir klonēta un attīrīta no Catharanthus rosea, Rauwolfia serpentīna un nesen no Ophiorriza pumila. …
Alkaloīdi, terpēnindola striktozidīna atvasinājumi, ir plaši izplatīti augu pasaulē. Patlaban ir aprakstīti vismaz 200 šīs alkaloīdu grupas pārstāvji un tiem ir raksturīgas dažādas ķīmiskās struktūras un ļoti plašs bioloģisko aktivitāšu spektrs (pretvēža, prethipertensijas, pretmalārijas un antiaritmiskā). Dažām šo alkaloīdu klasēm biosintēzes ceļi ir labi raksturoti, dažos gadījumos biosintēzes ceļu enzīmi jau ir klonēti un izpētīti in vitro, bet, vairumā, eksistē tikai hipotētiskās biosintēzes shēmas, kas balstās vai uz pētījumiem, kad augus mēslo ar radioaktīvi iezīmētiem substrātiem, vai nosakot izdalīto biosintēzes starpproduktu struktūras. Pēdējā laikā, pateicoties molekulārās bioloģijas sasniegumiem, alkaloīdu biosintēzi sāka pētīt galvenokārt enzimātiskajā līmenī, klonējot attiecīgo enzīmu gēnus un izdalot šo gēnu ekspresijas produktus no natīviem augiem vai augu šūnu kultūrām. Šajā referātā ir aprakstīti dažādu alkaloīdu, striktozidīna atvasinājumu, biosintēzes ceļi, ieskaitot Korianta grupas (ajmalicīna, serpentīna, johimbīna), Iboga grupas (katarantīna), Aspidospermas grupas (tabersonīna, vindolīna) un Hinolīna grupas (kamptotecīna, hinīna) alkaloīdus.
