Sci Chi Mico 635w6g

Via dello shikimato COOH

HO

OH OH

Acido shikimico Definita su mutanti di

Attiva in piante e microrganismi

Escherichia Coli

Isolamento da Illicium (in giapponese shikimi): Eykman, 1885 Definizione strutturale: Freundberger, Karrer 1930

(Davis , 1950)

Composti aromatici Ed in particolare:

NH2 Fenilalanina

COOH

COOH

COOH

NH2 NH2

HO Tirosina

Amminoacidi essenziali per l’uomo

N H Triptofano

La via biogenetica ciclo del pentoso fosfato

GLUCOSIO glicolisi

CHO

CO2H

OH

H2C

C

OH

OP

Fosfoenolpiruvato (PEP)

CH2OP D-eritrosio-4-fosfato COOH

HO

OH

OH Acido Shikimico

COOH

HO

O OH

CH2

C

COOH

Acido Corismico HOOC Acido Protocatechico; Acido Salicilico Acido Gallico Acido p-Idrossibenzoico; Acido p-Amminobenzoico; Acido Antranilico

Triptofano

CH2COOH

OH Acido Prefenico

Fenilalanina; Tirosina

Biosintesi dell’acido shikimico

CO2H P

O

PO

PO

H

OH

H+ O

NAD+ HO

OH

CO2H

CO2H

O

OH

O

OH

OH

OH Acido shikimico

OH

Acido 3-deidroshikimico -H2O

Acido 3-deidrochinico

-H2

CO2H

HO

HO

CO2H

CO2H

-H2O

NADPH OH

HO

OH OH

OH Acido D-Arabino-eptulosonico-7-P

D-Eritrosio-4-P

HO

-HOP

O

H HO

O

HO

CO2H

CO2H

PEP

CO2H

HO OH

Acido protocatechico

OH OH

Acido gallico

HO

OH OH

Acido chinico

Dall’acido shikimico all’acido corismico CO2H

EPSP :acido 5-enolpiruvil shikimico 3-fosfato

CO2H

CO2H

P

O PEP

ATP

CO2H

H+

H2 C H

EPSP sintasi OH

HO

OH

PO

OH

PO

OH

Acido Shikimico

O CO2H OP

OH

Acido Shikimico-3P

-HOP

Dal greco cwrizw dividere

CO2H CO2H H -HOP

O

CO2H PO

OH Acido Corismico

CO2H

OH Acido 5-enolpiruvil shikimico-3-fosfato

C

A

O

B CO2H

CO2H HO2C

CH2COCO2H

CO2H

OH OH

OH Acido protocatechico CO2H

NH2 OH

HO

Acido p-idrossibenzoico

OH Acido Prefenico

NH2 Acido p-amminobenzoico

NH2

CO2H

CO2H

CO2H

CO2H NH2

OH

Acido antranilico

Acido salicilico

OH Acido gallico Fenilalanina OH Tirosina

La via biosintetica C: acidi o/p idrossi-, amminobenzoici. CO2 H

CO2 H

CO2 H

CO2 H

OH2

OH

OH

-PEP

-PEP O

O OH H+

Acido 4-Idrossibenzoico CO2 H

OH

Acido Corismico NH3

Acido Isocorismico

CO2 H NH2

CO2 H

O

-PEP CO2 H

CO2 H

Acido 2-ammino2-deossiisocorismico -PEP CO2 H NH2

NH2

Acido p-Amminobenzoico (PABA)

Acido Folico

Acido Antralinico

Triptofano

CO2 H OH

NH2

Acido 4-ammino4-deossicorismico

Acido Salicilico

NH3 CO2 H

O

CO2 H

CO2 H

OH

NAD+

OH

OH

Acido 2,3 diidrossibenzoico

Biosintesi del triptofano CO2H

CO2H

CO2H OH

OH

H NH

NH2 Acido antranilico

HO

O OH H+ Acido fosforibosil antranilico

O OH

fosforibosil PP

H O

OH

+ N H

CH2OP

HO

CH2OP PPO

OP

O

OH

OH

CO2H HO

O

OP

OP OH

OH

N H

N H -CO2 OP

HO

OP

HO -H2O

HO OH

OH

N H

N H

indol-3-glicerolo P

CO2 H

HO

OP

O

NH2 L-Ser

OH H gliceraldeide-3-P

CO2H NH2 N H L-Trp

Metabolismo del triptofano CH2COOH

NH2

HO N H

N H Acido Indolacetico (auxina)

Serotonina

NH2 N H Triptammina

NH2 COOH

Alcaloidi N H Triptofano

NH2 COOH O NHCH=O N-Formilchinurenina NH2 COOH O NH2 Chinurenina

Metabolismo ossidativo della chinurenina: Gli ommocromi i pigmenti degli occhi degli artropodi

NH2

NH2

COOH

COOH

O

O O

NH2

NH2 OH 3-Idrossichinurenina

Chinurenina

O H2N

COOH O

H2N HO

COOH

COOH O

HO

COOH

N

N

H N

N

O

O

O

O-G

Xanthommatina

Rhodommatina

Butenadt, A., Beckmann, R. Ommochromes. VI. Genesis of rhodommatin and ommatin C. Hoppe Seylers Z Physiol Chem. 1955, 301, 115-117

La via biosintetica A: l’acido gallico ed i tannini OH OH

O

O

COOH

HO HO OH

O

HO

Acido Gallico

O

OH Acido Ellagico

I tannini sono in grado di legarsi stabilmente alle proteine (es. cheratina) ed anche ad altri biopolimeri come cellulosa e pectina fungendo da cross linkers e modificandone quindi le proprietà meccaniche e chimiche. In ato i tannini erano impiegati per la concia delle pelli.

ROCH2 O OR RO

OR O C=O OH

HO

OOC

OH

OH

OH OH

OOC Gallotannino

OH

I tannini si suddividono in: Tannini non idrolizzabili: la cui struttura è ancora poco nota; Tannini idrolizzabili: esteri dell’acido gallico, di acidi poligallici e di altri dimeri derivanti dall’acido gallico (es acido ellagico) con il glucosio.

Metabolismo ossidativo del pirogallolo: la PURPUROGALLINA HO

HO -2H+, -2e-

HO

O

OH

O

HO O

O

Pirogallolo H2O HO

HO

O O

O

O O-

O

O

O HO

O

COOH HO

-2H+, -2e-

HO

HO

-CO2

HO

OH

OH

OH

OH

O

OH

Purpurogallina

La via biosintetica B: dall’acido corismico a Phe e Tyr via acido prefenico. COOH

HOOC CH2

O OH

CH2COCOOH

Trasposizione di Claisen

COOH

Corismato mutasi OH

H+ Acido Prefenico

Acido Corismico -H2O -CO2 O

O a HOOC

CH2COCOOH

COOH

O Acido Fenilpiruvico Transaminazione

PLP

-CO2 O COOH

NH2 COOH

Fenilalanina

OH Acido p-Idrossifenilpiruvico Transaminazione

PLP NH2 COOH

OH Tirosina

Metabolismo Phe e Tyr in piante e microorganismi COOH

COOH

PAL

PAL (TAL): Phenylalanine (Tyrosine) Ammonia Lyase Acido Cinnammico

-NH3

NH2 Fenilalanina

Citocromo P450 O2, NADPH COOH NH2

HO

COOH

TAL -NH3

(solo graminacee)

Tirosina

O

HO

CH2OH HO Alcol p-Cumarilico

Acido p-Cumarico O COOH

HO HO Acido Caffeico SAM

CH3 COOH

CH3O HO

HO Alcol Coniferilico

Acido Ferulico SAM

CH2OH

CH3O

O

CH3 COOH

CH3O HO

CH2OH

CH3O HO

OMe Acido Sinapico

OMe Alcol Sinapilico

Metabolismo acidi cinnamici

Precursori e metaboliti delle lignine O

CH3O

CH2OH

HO

CH2OH

OH

CH3O OMe

O

HO

OMe OH Isolariciresinolo

Antimitotico, antitumorale

Pinoresinolo

OH H

O

O

HO

O

O

O

H

MeO

O

OMe OH

OMe

Podofillotossina

Enterolattone

Nelle radici del podofillo Un fitoestrogeno prodotto dalla microflora intestinale. Protegge da tumori indotti da ormoni e da malattie cardiovascolari

Biosintesi di lignani e lignine OH

OH

OH

.

-H+ -e-

MeO

MeO OH

x2

MeO

.O

O

x2

Alcol Coniferilico O OMe

CH3O

CH2OH

O

CH2OH

CH3O O

OH

HO

OMe

CH3O

CH2OH

HO

CH2OH

O

OMe

OH O

OMe

H O

O

CH3O

CH2OH

HO

CH2OH

H OMe OMe

OH

OH (+)-Pinoresinolo

(+) -Isolariciresinolo

Metabolismo acidi cinnamici

Le cumarine COOH

COOH

O HO

Acido Cinnammico

Acido p-Cumarico O

O COOH

COOH HO

OH

OH

Acido o-Cumarico Glucosilazione

Glucosilazione

COOH

COOH HO

OG Isomerizzazione cis-trans

COOH OG

Isomerizzazione cis-trans

HO

Idrolisi 5

OG

COOH OG Idrolisi

4

6

3 2

7 8

O 1

HO

O

O

O

Umbelliferone

Cumarina

Sbiancanti ottici in detergenti, tessuti, carta, plastica, pitture

Filtro solare

O HO HO

O Esculetina

O

Il dicumarolo: un potente anticoagulante Causa di emorragie mortali in animali alimentati con Melitotus officinalis

OH

OH

O

O O

O Dicumarolo

Meccanismo di formazione del dicumarolo Unità "C1" da processi di fermentazione

H+

O OH H

O

OH

OH

O

O

H

O

-H2O

4-idrossicumarina H+

O

OH

O

O

O OH

OH

O

O

O O

O

Oggi usato come anticoagulante del sangue per il trattamento delle trombosi. Analoghi sintetici come la warfarina usati come rodenticidi.

OH

O

O

Gli psoraleni 1. La biosintesi OPP +

DMAPP

.. HO

O

O

O

HO

umbelliferone

O

demetilsuberosina O2 NADPH

HO

O2 NADPH

HO

HO O

O

O

O

O

O

marmesina

-CH3COCH3 O2 NADPH O

O

O

O

O

OH

psoralene O2 NADPH

xantossolo SAM

OH

O

O

O

bergaptolo

O

O

O

OMe

SAM

xantossina (8-metossipsoralene)

OMe

O

O

O

O

bergaptene (5-metossipsoralene)

Gli psoraleni 2. Le proprietà biologiche Si intercalano al DNA formando addotti O

O HN O

O O

N

O

h

O

HN

OMe cicloaddizione fotoindotta

O

O

N

O

OMe

8-MOP addotto psoralene-DNA O H h N N O

Timina nel DNA

La duplicazione del DNA è inibita, la velocità della divisione cellulare è ridotta

O

O O

HN O

Effetti tossici nella manipolazione di piante

N

O

OMe

di-addotto psoralene-DNA

ricche di psoraleni

Ruta graveolens

Heracleum mantegazzianum (pacace gigante)

Gli psoraleni 3. Le proprietà farmacologiche e cosmetiche Promuovono la pigmentazione cutanea e l’abbronzatura. L’olio di bergamotto è usato come abbronzante.

Utilizzati anche per il trattamento della vitiligine e psoriasi Terapia PUVA : somministrazione orale 8-metossipsoralene seguita da irradiazione con luce UV-A