{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:Mevalonic-acid-2D-skeletal.png|섬네일|오른쪽|220px|메발론산의 구조]]
'''메발론산 경로'''({{llang|en|mevalonate pathway}}) 또는 '''아이소프레노이드 경로'''({{llang|en|isoprenoid pathway}}) 또는 '''HMG-CoA 환원효소 경로'''({{llang|en|HMG-CoA reductase pathway}})는 [[진핵생물]], [[고균]] 및 일부 [[세균]]에 존재하는 필수적인 [[대사 경로]]이다.<ref name="GENERAL"/> 메발론산 경로는 [[아이소펜테닐 피로인산]](IPP)과 [[다이메틸알릴 피로인산]](DMAPP)이라고 불리는 2가지 5탄소 [[대사 중간생성물]]을 생성하며, 이들 물질들은 [[아이소프레노이드]]를 만드는데 사용된다. 아이소프레노이드는 [[콜레스테롤]], [[헴]], [[비타민 K]], [[유비퀴논|조효소 Q<sub>10</sub>]] 및 모든 [[스테로이드 호르몬]]들과 같은 30,000가지가 넘는 다양한 [[생체분자]]들을 총칭한다.<ref name="ISOPRENOIDS"/>

메발론산 경로는 [[아세틸-CoA]]에서부터 시작해서 아이소펜테닐 피로인산과 다이메틸알릴 피로인산의 생성으로 끝난다.<ref name="REVIEW"/> 콜레스테롤 합성 [[효소 저해제|저해제]]인 [[스타틴]]은 메발론산 경로(메발로네이트 경로)내에서 [[HMG-CoA 환원효소]](HMG-CoA reductase)를 억제한다.

== 개요 ==
메발론산 경로의 전체적인 개요는 다음의 그림과 같다.
{|
|[[파일:Wiki pathway hi def tiff.tif|섬네일|왼쪽|500px|아세틸-CoA가 아이소펜테닐 피로인산(모든 아이소프레노이드들의 필수적인 전구물질)으로 전환되는 과정들을 보여주는 메발론산 경로의 도해. 진핵생물의 경로는 검은색, 고균의 경로 I 은 빨간색, 경로 II는 파란색으로 표시되어 있다.]]
|}

== 아세틸-CoA로부터 메발론산의 생성 ==
메발론산 경로는 [[진핵생물]], [[고균]], [[세균]]에서 모두 같은 방식으로 시작된다. 메발론산 경로의 유일한 탄소 공급원은 아세틸-CoA이다. 첫 번째 단계는 싸이올레이스에 의해 2분자의 [[아세틸-CoA]]를 축합시켜 [[아세토아세틸-CoA]]를 생성하는 것이다. 이어서 아세토아세틸-CoA와 아세틸-CoA가 HMG-CoA 생성효소에 의해 축합되어 [[β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA]](HMG-CoA)를 형성하는 반응이 일어난다. 다음으로 HMG-CoA 환원효소에 의한 HMG-CoA의 환원으로 [[메발론산]]을 생성한다.<ref name="MIZIORKO"/>

== 메발론산으로부터 활성화된 아이소프렌 단위로의 전환 ==
[[메발론산]]을 아이소펜테닐 피로인산(IPP)과 다이메틸알릴 피로인산(DMAPP)으로 전환시키는 경로에는 3가지 종류가 있다. [[진핵생물]]에서는 메발론산의 5번 [[탄소]]의 [[하이드록시기]]에서 두 번 [[인산화]]되고 [[탈카복실화]]되어 아이소펜테닐 피로인산이 생성된다.<ref name="MIZIORKO"/> 할로페락스 볼카니(''Haloferax volcanii'')와 같은 일부 [[고균]]에서 메발론산은 5번 탄소의 하이드록시기에서 한 번 인산화되고, 탈카복실화되어 아이소펜테닐 인산(IP)을 생성하고, 이 후에 다시 인산화되어 [[아이소펜테닐 피로인산]](IPP)을 생성한다(고균의 메발론산 경로 I).<ref name="HALOFERAX"/> 테르모플라스마 아치도필룸(''Thermoplasma acidophilum'')에서 발견된 고균의 또 다른 메발론산 경로는 메발론산의 3번 탄소의 하이드록시기에서 인산화된 다음, 5번 탄소의 하이드록시기에서 인산화된다. 이러한 결과로 생성되는 대사산물인 메발론산 3,5-이중인산은 탈카복실화되어 아이소펜테닐 인산(IP)이 된 다음, 인산화되어 아이소펜테닐 피로인산(IPP)을 생성한다(고균의 메발론산 경로 II).<ref name="THERMOPLASMA1"/><ref name="THERMOPLASMA2"/>

== 조절 및 피드백 ==
몇몇 핵심 [[효소]]들은 [[스테롤 조절요소 결합 단백질]](SREBP)의 활성화에 대한 DNA [[전사 (생물학)|전사]] 조절을 통해 활성화될 수 있다. 이러한 세포 내 센서는 낮은 [[콜레스테롤]] 수치를 감지하여 메발론산 경로에 의한 내인성 생성을 자극할 뿐만 아니라 [[LDL 수용체]]를 상향 조절함으로써 [[지질단백질]]의 흡수를 증가시킨다. 또한 메발론산 경로의 조절은 mRNA의 번역 속도, 환원효소의 분해 및 인산화를 조절함으로써 달성된다.<ref name="GENERAL"/>

== 약리학 ==
많은 [[약물]]들이 메발론산 경로를 표적으로 삼는다.
* [[스타틴]] (콜레스테롤 수치를 감소시키기 위해 사용됨)
* [[비스포스포네이트]] (다양한 퇴행성 뼈질환의 치료에 사용됨)

== 질병 ==
메발론산 경로에 영향을 미치는 [[질환]]들은 다음과 같다.
* 메발론산 키네이스 결핍증
** 메발론산뇨증
** 면역글로불린 D 증후군 (HIDS)

== 대체 경로 ==
[[식물]], 대부분의 [[세균]], [[말라리아원충|말라리아 원충]]과 같은 일부 [[원생동물]]들은 [[비메발론산 경로]]라고 불리는 대체 경로를 사용하여 [[아이소프레노이드]]들을 생성할 수 있다.<ref name="MEP"/> 메발론산 경로와 비메발론산 경로의 생성물은 둘 다 아이소펜테닐 피로인산(IPP)과 다이메틸알릴 피로인산(DMAPP)으로 동일하지만, 아세틸-CoA를 아이소펜테닐 피로인산으로 전환시키는 효소 반응은 완전히 다르다. 고등 식물에서 비메발론산 경로는 [[색소체]]에 존재하며, 메발론산 경로는 [[세포질]]에 존재한다.<ref name="MEP"/> 비메발론산 경로를 가지고 있는 세균의 예로는 [[대장균]] 및 [[결핵균]]과 같은 [[병원균]]이 있다.

== 효소 반응 ==

{| class="wikitable"
|-
! 효소 !! 반응 !! 설명
 |- 
 |[[싸이올레이스]]||[[파일:Aact1.jpg|가운데|400px]]  ||[[아세틸-CoA]]는 또 다른 아세틸-CoA 분자와 축합하여 [[아세토아세틸-CoA]]를 생성한다.
 |- 
 |[[HMG-CoA 생성효소]]||[[파일:HMG-CoA synthase.svg|가운데|400px]] || 아세토아세틸-CoA는 또다른 아세틸-CoA 분자와 축합하여 [[β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA]](HMG-CoA)를 생성한다.
 |- 
 |[[HMG-CoA 환원효소]]||[[파일:HMG-CoA reductase reaction.svg|가운데|400px]] || HMG-CoA는 [[NADPH]]에 의해 [[메발론산]]으로 환원된다. 이 과정은 콜레스테롤 합성의 속도 제한 단계이기 때문에, HMG-CoA 환원효소는 의약품(예: [[스타틴]])의 표적이 된다.
 |- 
 |[[메발론산 키네이스]]||[[파일:Mevalonate kinase reaction.svg|가운데|400px]] || 메발론산은 5번 탄소의 하이드록시기에서 인산화되어 5-포스포메발론산(메발론산 5-인산이라고도 함)을 생성한다.
|- 
 | 메발론산-3-키네이스 ||[[파일:M3kwiki3.jpg|가운데|400px]] || 메발론산은 3번 탄소의 하이드록시기에서 인산화되어 메발론산 3-인산을 생성한다.
|- 
 | 메발론산-3-인산-5-키네이스 ||[[파일:M35bpK.jpg|가운데|400px]] || 메발론산 3-인산은 5번 탄소의 하이드록시기에서 인산화되어 메발론산 3,5-이중인산을 생성한다.
 |- 
 |[[포스포메발론산 키네이스]]||[[파일:Phosphomevalonate kinase reaction.svg|가운데|400px]] || 5-포스포메발론산이 인산화되어 5-피로포스포메발론산을 생성한다.
 |- 
 |[[피로포스포메발론산 탈카복실화효소]]||[[파일:Mdd2.jpg|가운데|400px]] || 5-피로포스포메발론산은 탈카복실화되어 [[아이소펜테닐 피로인산]](IPP)을 생성한다.
 |- 
 | 아이소펜테닐 피로인산 이성질화효소 ||[[파일:IPP isomerase reaction.svg|가운데|400px]] ||[[아이소펜테닐 피로인산]](IPP)은 [[다이메틸알릴 피로인산]](DMAPP)으로 이성질화된다.
|}
== 같이 보기 ==
* [[타락사스테롤]]
== 각주 ==
{{각주|2| refs =

<ref name="GENERAL">
Buhaescu I, Izzedine H (2007) Mevalonate pathway: areview of clinical and therapeutical implications. ClinBiochem 40:575–584.
</ref>

<ref name="ISOPRENOIDS">
Holstein, S. A., and Hohl, R. J. (2004) Isoprenoids: Remarkable Diversity of Form and Function. Lipids 39, 293−309
</ref>

<ref name="REVIEW">
Goldstein, J. L., and Brown, S. B. (1990) Regulation of the mevalonate pathway. Nature 343, 425−430
</ref>

<ref name="MIZIORKO">
Miziorko H (2011) Enzymes of the mevalonate pathway of isoprenoid biosynthesis. Arch Biochem Biophys 505:131-143.
</ref>

<ref name="HALOFERAX">
Dellas, N., Thomas, S. T., Manning, G., and Noel, J. P. (2013) Discovery of a metabolic alternative to the classical mevalonate pathway. eLife 2, e00672
</ref>

<ref name="THERMOPLASMA1">
Vinokur JM, Korman TP, Cao Z, Bowie JU (2014) Evidence of a novel mevalonate pathway in archaea. Biochemistry 53:4161–4168.
</ref>

<ref name="THERMOPLASMA2">
Azami Y, Hattori A, Nishimura H, Kawaide H, YoshimuraT, Hemmi H (2014) (R)-mevalonate-3-phosphate is an intermediate of the mevalonate pathway in Thermoplasma acidophilum. J Biol Chem 289:15957–15967.
</ref>

<ref name="MEP">Banerjee A, Sharkey TD. (2014) Methylerythritol 4-phosphate (MEP) pathway metabolic regulation. Nat Prod Rep 31:10431055</ref>
}}

== 외부 링크 ==
* [http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/cholesterol.htm Rensselaer Polytechnic Institute] {{웨이백|url=http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/cholesterol.htm |date=20170704121951 }} page on cholesterol synthesis (including regulation)

{{스테로이드 대사 중간생성물들}}
{{콜레스테롤 및 스테로이드 대사 효소}}

[[분류:물질대사]]
[[분류:대사경로]]