Vía del metileritritol fosfato
La vía del metileritrol fosfato (vía MEP/DOXP) también llamada vía no del mevalonato (del inglés non-mevalonate pathway); o vía alternativa al mevalonato o vía independiente de mevalonato; es una vía metabólica que provee los precursores necesarios para la síntesis de isoprenoides. Esta vía origina la formación de isopentenil pirofosfato (IPP) y dimetilalil pirofosfato (DMAPP) a través de dos compuestos el 2-C-metil-D-eritritol 4-fosfato (MEP) y el 1-desoxi-D-xilulosa 5-fosfato (DOXP), en lugar de hacerlo por la vía del mevalonato clásica.[1][2][3]
Diversidad en la biosíntesis de isoprenoides
La vía del mevalonato clásica o vía de la HMG-CoA reductasa es una importante vía metabólica celular presente en todos los eucariotas superiores y muchas bacterias. Es importante para la producción de IPP y DMAPP, los cuales sirven de base para la biosíntesis de moléculas utilizadas en procesos tan diversos como la prenilación de proteínas, el mantenimiento de las membranas celulares, la producción de hormonas, el anclamiento de proteínas y la N-glicosilación.
En contraste con la vía del mevalonato clásica de biosíntesis de isoprenoides, las plantas y los protozoos apicomplexos, como los parásitos causantes de la malaria, tienen la capacidad de producir sus isoprenoides (terpenoides) utilizando una vía alternativa, llamada vía alternativa al mevalonato, que tiene lugar en sus plástidos.[4] Además, la mayoría de las bacterias, incluidos patógenos importantes como Mycobacterium tuberculosis, sintetizan IPP y DMAPP por esta vía alternativa.
Reacciones
Las reacciones de esta vía son las siguientes:[5]
| Reactivos | Enzima | Producto | |
| Piruvato y gliceraldehido 3-fosfato | DOXP sintasa (Dxs) | 1-Desoxi-D-xilulosa 5-fosfato (DOXP) | |
| DOXP | DOXP reductasa (Dxr, IspC) | 2-C-metileritritol 4-fosfato (MEP) | |
| MEP | 2-C-metil-D-eritriol 4-fosfato citidiltransferasa (YgbP, IspD) | 4-difosfocitidil-2-C-metileritritol (CDP-ME) | |
| CDP-ME | 4-difosfocitidil-2-C-metil-D-eritritol quinasa (YchB, IspE) | 4-difosfocitidil-2-C-metil-D-eritritol 2-fosfato (CDP-MEP) | |
| CDP-MEP | 2-C-metil-D-eritritol 2,4-ciclodifosfato sintasa (YgbB, IspF) | 2-C-metil-D-eritritol 2,4-ciclopirofosfato (MEcPP) | |
| MEcPP | HMB-PP sintasa (GcpE, IspG) | (E)-4-hidroxi-3-metil-but-2-enil pirofosfato (HMB-PP) | |
| HMB-PP | HMB-PP reductasa (LytB, IspH) | IPP e DMAPP |
Inhibición
La fosmidomicina inhibe específicamente a la DOXP reductoisomerasa, una enzima clave de la vía alternativa a la del mevalonato, por lo que representa un candidato atractivo para usarse como antibiótico o fármaco antimalárico.[6][7]
Activación de células T
Un intermediato de esta vía, el HMB-PP es un activador natural de las linfocitos T Vγ9/Vδ2 humanos, que son la mayor población de T γδ en sangre periférica.[8]
Referencias
- Rohmer M; Rohmer, Michel (1999). «The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants». Nat Prod Rep 16 (5): 565-574. PMID 10584331. doi:10.1039/a709175c.
- W. Eisenreich, A. Bacher, D. Arigoni and F. Rohdich (2004). «Review Biosynthesis of isoprenoids via the non-mevalonate pathway». Cellular and Molecular Life Sciences 61 (12): 1401-1426. PMID 15197467. doi:10.1007/s00018-004-3381-z.
- William N. Hunter (2007). «The Non-mevalonate Pathway of Isoprenoid Precursor Biosynthesis». The Journal of Biological Chemistry 282 (30): 21573-21577. doi:10.1074/jbc.R700005200. PDF el 1 de enero de 2018 en Wayback Machine.
- Lichtenthaler H (1999). «The 1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants». Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 50: 47-65. PMID 15012203. doi:10.1146/annurev.arplant.50.1.47.
- Eisenreich W, Bacher A, Arigoni D, Rohdich F (junio de 2004). «Biosynthesis of isoprenoids via the non-mevalonate pathway». Cell. Mol. Life Sci. 61 (12): 1401-26. PMID 15197467. doi:10.1007/s00018-004-3381-z.
- Jomaa H, Wiesner J, Sanderbrand S, et al. (septiembre de 1999). «Inhibitors of the nonmevalonate pathway of isoprenoid biosynthesis as antimalarial drugs». Science 285 (5433): 1573-6. PMID 10477522. doi:10.1126/science.285.5433.1573.
- C. Zinglé, L. Kuntz, D. Tritsch, C. Grosdemange-Billiard and M. Rohmer (2010). «Isoprenoid Biosynthesis via the Methylerythritol Phosphate Pathway: Structural Variations around Phosphonate Anchor and Spacer of Fosmidomycin, a Potent Inhibitor of Deoxyxylulose Phosphate Reductoisomerase». J. Org. Chem. 75 (10): 3203-3207. doi:10.1021/jo9024732.
- Eberl M, Hintz M, Reichenberg A, Kollas AK, Wiesner J, Jomaa H (junio de 2003). «Microbial isoprenoid biosynthesis and human gammadelta T cell activation». FEBS Lett. 544 (1-3): 4-10. PMID 12782281. doi:10.1016/S0014-5793(03)00483-6.