MEP-Stoffwechselweg

Der MEP-Stoffwechselweg ist ein biochemischer Vorgang zur Biosynthese von Isopren-Vorstufen (DMAPP und IPP) in lebenden Organismen. Die Abkürzung MEP steht hierbei für Methylerithritolphosphat (2-C-Methylerythritol-4-phosphat, C₅H₁₃O₇P), einem Zwischenprodukt der Reaktion.

Der MEP-Stoffwechselweg wird synonym auch als Mevalonatbiosyntheseweg, Nicht-Mevalonat-Weg (englisch: non-mevalonate pathway) oder kurz als MEP-Weg bezeichnet. Die Bezeichnung mevalonatunabhängige Biosynthese erfolgt insbesondere zur Abgrenzung zu einem anderen Mechanismus der Isoprenbiosynthese, dem Mevalonatbiosyntheseweg.

Die Sequenz startet mit der Brenztraubensäure (Pyruvat, Pyr) und dem aus der Glycolyse stammendem Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P). Im wesentlichen verläuft der MEP-Weg nach folgendem Schema ab:

MEP-Weg

Abkürzungen und Hinweise:

CDP	Cytidindiphosphat
CDP-ME	4-Phosphocytidyl-2C-methyl-D-erythritol
CDP-MEP	4-Diphosphocytidyl-2C-methyl-D-erythritol-2-phosphat
CMK	Cytidyl-Methyl-Kinase	EC 2.7.1.148
CMP	Cytidinmonophosphat
CMS	Cytidindiphosphat-Methylerythritol-Synthase	EC 4.6.1.12
CTP	Cytidintriphosphat
DMAPP	Dimethylallylpyrophosphat
DXP	1-Desoxy-D-xylulose-5-phosphat		(DOXP)
DXR	1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphat Reduktoisomerase	EC 1.1.1.267	(Dxr, IspC)
DXS	Desoxyxylulosephosphat-Synthase	EC 2.2.1.7
Fd	Ferredoxine		red = reduzierte, ox = oxidierte Form
G3P	Glycerinaldehyd-3-phosphat
HDR	4-Hydroxy-3-methylbut-2-enyl Diphosphat Reductase	EC 1.17.1.2
HMB-PP	(E)-4-Hydroxy-3-methylbut-2-enyldiphosphat
IPP	Isopentenylpyrophosphat
MCS	Methyl-Erythritol-Cyclo-Diphosphat-Synthase	EC 4.6.1.12
MEcPP	2C-Methyl-D-erythritol-2,4-cyclodiphosphat
MEP	2C-Methyl-D-erythritol-4-phosphat		Namensgebendes Zwischenprodukt
PPi	Pyrophosphat
Pyr	Pyruvat		i.d.R. das Anion der Brenztraubensäuren

Modifizierte MEP-Wege

Die Forschung arbeitet derzeit daran, Stoffwechselwege so zu modifizieren und zu optimieren, dass gewünschte Ausgangschemikalien und pharmazeutische Wirkstoffe von ausgewählten Organismen synthetisiert werden. Ein Beispiel hierzu findet sich in den Literaturhinweisen unter [6].

Quellen und weitere Informationen

[1] - Michel Rohmer:
The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants.
Natural Product Reports, (1999), DOI 10.1039/A709175C.

[2] - Hartmut K. Lichtenthaler:
The 1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants.
Plant Biology, (1999), DOI 10.1146/annurev.arplant.50.1.47.

[3] - Felix Rohdich, Stefan Hecht, Katrin Gärtner, Petra Adam, Cornelia Krieger, Sabine Amslinger, Duilio Arigoni, Adelbert Bacher, Wolfgang Eisenreich:
Studies on the nonmevalonate terpene biosynthetic pathway: Metabolic role of IspH (LytB) protein.
PNAS, (2002), DOI 10.1073/pnas.032658999.

[4] - W. Eisenreich, A. Bacher, D. Arigoni, F. Rohdich:
Biosynthesis of isoprenoids via the non-mevalonate pathway.
Cellular and Molecular Life Sciences, (2004), DOI 10.1007/s00018-004-3381-z.

[5] - William N. Hunter:
The Non-mevalonate Pathway of Isoprenoid Precursor Biosynthesis.
The Journal of Biological Chemistry, (2007), DOI 10.1074/jbc.R700005200.

[6] - NN:
Optimierte Mikrobenfabriken
Forscher entwickeln verbesserten MEP-Biosyntheseweg, um die Biosynthese, Handhabung und Ausbeute MEP-abhängiger Naturstoffe grundlegend zu verbessern.
Internetchemie News, (2013).

Sonstiges

Schemata der Terpenoid-Biosynthesen - Kegg.

Kategorie: Chemische Reaktionen

Aktualisiert am 31. Januar 2018.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/reaktionen/m/mep-stoffwechselweg.php