File:説明図 メバロン酸経路.png

J. Mann, Chemical Aspects of Biosynthesis, Oxford University Press, p.32 (1994) ISBN 0-19-855676-4.の説明図に酵素・補酵素を加筆改変。赤字は反応部位。メバロン酸経路は多くの生物に普遍的に存在し、生成物のゲラニル二リン酸はテルペノイド類やステロイド類の重要な前駆体である。

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解説

図中の酵素反応①～⑦について説明

① アセチルCoA-アセチルCoAトランスフェラーゼにより活性エステルである二分子のアセチルCoAがクライゼン縮合を起こす。

② HMG-CoAシンターゼによるアルドール縮合。有機反応では酸性度の低いアセトアセチルの3位が求核剤となるし、活性エステルが存在するのでクライゼン縮合が優先する。ここでは、アセチルCoAが求核剤としてアルドール縮合が進行するこの酵素特有の反応になっている。

③ HMG-CoAレダクターゼによる活性エステルの立体選択的ヒドリド還元反応でR(＋)体のみが生成する。そしてこの段階はメバロン酸経路の律速段階である。メバロン酸生成はコレステロール濃度により直接抑制される。この酵素の阻害剤はスタチン類である。

④ メバロン酸キナーゼによるヒドロキシ基のリン酸化反応。

⑤ 5-ホスホメバロン酸キナーゼによるビロリン酸交換反応。

⑥ ジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼにより、3位ヒドロキシ基のリン酸化されことより、脱炭酸とβ脱離反応が共役して進行して二重結合が生成する。

⑦ イソペンテニル二リン酸Δ-イソメラーゼによる異性化反応。一見すると熱力学的安定性により優勢な内部オレフィンが生成してるように見える。しかし同位体を用いた実験などにより、イソメラーゼは立体選択的にH_R水素のみを引き抜くことが判明している。