Тирозин, фенилаланин и триптофан

На рисунке 2.10 показан путь биосинтеза тирозина, фенилаланина и триптофана у бактерий — путь шикимовой кислоты, названный так по одному из ключевых интермедиатов этого пути. Существует достаточно оснований для предположения, что этот путь функционирует и в клетках растений. Первая часть пути, общая дня всех трех аминокислот, включает синтез хоризмата из D-эритрозо-4-фосфата и двух молекул фосфоенолпирувата. Далее пути синтеза триптофана и фенилаланина/тирозина расходятся.
В тканях растений были найдены ферменты, ответственные за превращение хоризмата в триптофан. Начальную реакцию пути катализирует антранилатсинтетаза, включающая аминогруппу в хоризмат с образованием антранилата. Донором аминогруппы служит глутамин. Затем антранилат конденсируется с 5'-фосфорибозилпирофосфатом с образованием аминогликозида антраниловой кислоты, который подвергается изомеризации, а затем дегидратации и декарбоксилированию с образованием индолил-3-глицеролфосфата. Наконец, триптофанситетаза катализирует замещение глицеролфосфата боковой цепи индолил-3-глицеролфосфата на углеродный скелет и аминогруппу серина с образованием триптофана. Было показано, что очищенная триптофансинтетаза растений гороха состоит из двух компонентов: А и Б. Для осуществления синтетической реакции нужны оба компонента: первый катализирует образование индола и глицеральдегид-3-фосфата из индолил-3-глицеролфосфата, а второй - прямую конденсацию индола и серина с образованием триптофана (см. рис. 210). В регуляции биосинтеза триптофана участвует ретро-ингибирование триптофаном первого фермента на ответвлении биосинтетического пути - глутаминзависимой антранилатсинтетазы.

В растительных тканях показано присутствие ферментов, ответственных за синтез фенилаланина и тирозина из хоризмата посредством реакции, показанных на рисунке 2.10. Образование интермедиата, общего для двух аминокислот, префената катализирует фермент хоризматмутаза, существующая в одних растениях в двух изо формах (XM1 и XM2), а в других - в трех (XM1, XM2 и XM3). Изоферменты XM1 и XM3 в отличие от ингибируются фенилаланином и тирозином и активируются триптофаном. Предполагают, что XM2 отвечает за синтез фенилаланина и тирозина, которые направляются затем на образование вторичных метаболитов. Синтез фенилаланина из префената включает этапы дегидратации и декарбоксилирования, и образующаяся при этом оксокислота фенил-пируват легко переаминируется до фенилаланина.
Образование тирозина из префената идет по одному из двух путей, показанных на рисунке 2.10. Вслед за начальной реакцией дегидрирования-декарбоксилирования, в результате которой образуется оксокислота n-оксифенилпируват, происходит переаминирование с образованием тирозина. Второй путь включает те же реакции в обратном порядке: переаминирование дает предшественник тирозина, который затем декарбоксилируется. Возможно, что в растениях осуществляются оба пути синтеза тирозина, однако их соотношение неизвестно.