Szlak mewalonowy

Szlak biosyntezy antocyjanów stanowi element szlaku biosyntezy flawonoidów i jest ściśle powiązany z dwoma innymi szlakami metabolicznymi: szlakiem kwasu szikimowego oraz szlakiem kwasu malonowego. Prekursorami flawonoidów są malonylo-CoA oraz p-kumaroilo-CoA. Pierwszą reakcją szlaku biosyntezy flawonoidów jest synteza z 3 cząsteczek malonylo-CoA i jednej cząsteczki p-kumaroilo-CoA – 4,2,4,6-tetrahydroksychalkonu. Reakcja ta katalizowana przez syntazę chalkonową (CHS). W kolejnym etapie następuje, katalizowana przez izomerazę chalkonową, cyklizacja chalkonu do naringeniny. Naringenina podlega następnie hydroksylacji do dihydroflawonoli. W procesie tym mogą uczestniczyć trzy różne enzymy: hydroksylaza 3 flawononowa (F3H), 3’ – hydroksylaza flawonoidowa (F3’H) oraz
3’5 – hydroksylaza flawonoidowa (F3’5’H). Na tym etapie określony zostaje stopień hydroksylacji pierścienia B antocyjanidyny. Końcowym produktem etapu hydroksylacji jest jeden z trzech dihydroflawonoli: dihydrokempferol, dihydrokwercytyna lub dihydromyrycytyna. Dihydrofalwonole są następnie przekształcane do leukoantocyjanidyn, w reakcji katalizowanej przez 4-reduktazę dihydroflawonolu. W kolejnym etapie syntaza antocyjanidynowa (ANS) przekształca leukoantocyjanidyny do antocyjanidyn. W ten sposób w sekwencji dwóch reakcji z dihydrokempferolu powstaje pelargonidyna, z dihydrokwercytyny- cyjanidyna, a z dihydromyrycytyny- delfinidyna. Antocyjanidyny podlegają następnie glikozylacji przez 3-glukozylotransferazy tworząc antocyjany, które następnie mogą podlegać dalszym modyfikacjom przez glukozylotransferazy, metylotransferazy czy acetylotransferazy .

W komórkach roślinnych związki izoprenoidowe syntetyzowane są dwoma równoległymi szlakami: mewalonowym (MVA) i fosforanu metyloerytroitylu (MEP). Najnowsze badania wykazały, że oba te szlaki uczestniczą w biosyntezie łańcuchów poliizoprenoidowych w korzeniach roślin.

red. Izabela Kołodziejczyk

Źródła:
"Fizjologia roślin" Kopcewicz J, Lewak S. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007