Алкалоиды - производные лизина и орнитина

Основные аминокислоты орнитин и лизин считают предшественниками соответственно Δ'-пирролина и Δ'-пиперидина, которые используются затем в синтезе нескольких алкалоидов. Структурные связи между орнитином и Δ'-пирролнном и лизином и Δ'-пиперидином показаны на рисунке 3.5.

Существуют два возможных пути образования Δ'-пирролина из орнитина. В первом случае орнитин сначала декарбоксилируется с образованием путресцина, переаминирование этого диамина дает альдегид, подвергающийся затем дегидратации с замыканием кольца. Другой путь включает переаминирование орнитина с образованием глутамат-γ-полуальдегида, после чего сначала в реакции дегидратации замыкается кольцо, а затем заключительное декарбоксилирование дает Δ'-пирролин. Аналогичная последовательность реакций приводит к образованию Δ'-пиперидина из лизина, с тем отличием, что при исходном дезаминировании лизина (вместо переаминирования в случае орнитина) образуется не полуальдегид, а е-амино-α-кетокислота. Два эти пути биосинтеза Δ'-пиперидина из лизина показаны на рисунке 3.6. Примером пиперидинового алкалоида может служить анабазин, образуемый из Δ'-пиперидина и никотиновой кислоты.

Никотиновая кислота может также конденсироваться с Δ'-пирролином с образованием никотина. Никотиновая кислота синтезируется из глицеральдегид-3-фосфата и аспарагиновой кислота по пути образования хинолиновой кислоты и в ходе последующих реакций, составляющих так называемый цикл никотиновой кислоты (рис. 3.7). Есть данные о существовании этого цикла в тканях растений. Никотинмононуклеотид, образуемый при конденсации хинолиновой кислоты и 5'-фосфорибозил-1-пирофосфата, в свою очередь, может конденсироваться с АТФ с образованием НАД, который затем превращается в никотиновую кислоту посредством реакций переаминирования, гидролиза в дезаминирования цикла никотиновой кислоты или непосредственно теряя рибозо-5-фосфатный остаток. При использовании дам синтеза алкалоидов никотиновая кислота должна сначала подвергнуться декарбоксилированию, соответствующие ферменты найдены в корнях табака.