Mevalonátová dráha

Mevalonátová dráha, takisto známa ako mevalonátová cesta, je esenciálna metabolická dráha prítomná v eukaryotoch, archeónoch a niektorých baktériách. Touto dráhou sa tvoria dva päťuhlíkaté stavebné kamene, konkrétne izopentenylpyrofosfát (IPP alebo IPDP) a dimetylalylpyrofosfát (DMAPP alebo DMADP), z ktorých sa tvoria izoprenoidy, skupina viac ako 30 000 biomolekúl, ktorá zahŕňa cholesterol, vitamín K, koenzým Q10 a všetky steroidné hormóny.

Mevalonátová dráha začína acetylkoenzýmom A a končí tvorbou IPP a DMAPP. Táto dráha je cieľom statínov, čo sú lieky na zníženie hladiny cholesterolu. Statíny inhibujú HMG-CoA reduktázu, ktorá sa účastní mevalonátovej dráhy.

Vznik kyseliny mevalónovej 
Prvá časť mevalonátovej dráhy je zhodná pre eukaryoty, archeóny i eubaktérie. Acetyl-CoA je jediným prekurzorom tejto dráhy. V prvom kroku kondenzujú dve molekuly acetyl-CoA za vzniku acetoacetyl-CoA, ktorý následne kondenzuje s treťou molekulou acetyl-CoA za vzniku HMG-CoA (3-hydroxy-3-metylglutaryl-CoA). Redukciou HMG-CoA vzniká (R)-mevalonát, podľa ktorého je táto dráha pomenovaná. Tieto tri kroky sa označujú ako vznik kyseliny mevalónovej.

Premena mevalonátu na izopentenylpyrofosfát 
Druhá časť dráhy sa nazýva premena mevalonátu na izopentenylpyrofosfát. (R)-Mevalonát sa v nej premieňa na IPP a DMAPP táto časť má má tri varianty. U eukaryotov sa mevalonát fosforyluje dvakrát na 5-OH pozícii a potom sa dekarboxyluje za vzniku IPP. U niektorých archeónov, napr. Haloferax volcanii, sa mevalonát fosforyluje v 5-OH pozícii a potom dekarboxyluje za vzniku izopentenylfosfátu (IP), ktorý sa potom znovu fosforyluje za vzniku IPP. U tretieho variantu dráhy, ktorý bol objavený u Thermoplasma acidophilum, dochádza k fosforylácii mevalonátu na 3-OH pozícii a potom na 5-OH pozícii. Tým vzniká mevalonát-3,5-bisfosfát, ktorý sa dekarboxyluje na IP a následne fosforyluje na IPP.

Enzýmové reakcie

Regulácia a spätná väzba 
Niektoré enzýmy sú aktivované pomocou transkripčnej regulácie aktiváciou SREBP. Tento vnútrobunkový senzor detekuje nízku hladinu chloresterolu a stimuluje jeho endogénnu produkciu mevalonátovou dráhou. Takisto podporuje príjem lipoproteínov. Reguláciu tejto dráhy je možné dosiahnuť i riadením translácie mRNA, degradáciou reduktázy a fosforyláciou.

Farmakológia 
Niektoré lieky sú cielené na mevalonátovú dráhu:
 Statíny (lieky znižujúce hladinu cholesterolu)
 Bisfosfonáty (používané na liečenie niektorých degeneratívnych porúch kostí)

Ochorenia 
Niektoré ochorenia postihujú mevalonátovú dráhu:
 Mevalonátkinázová deficiencia (MKD)
 Mevalónová acidúria
 Syndróm hyperimunoglobulínémie D (HIDS)

Alternatívne dráhy 
Rastliny, väčšina baktérií a niektoré prvoky (napr. parazit malárie) sú schopné produkovať izoprenoidy alternatívnou dráhou, ktorá sa nazýva metylerytritolfosfátová (MEP) alebo nemevalonátová dráha (pretože neobsahuje mevalonát ako intermediát). Produkty tejto dráhy sú zhodné s mevalonátovou dráhou, teda IPP a DMAPP, ale enzýmové reakcie, ktoré premieňajú acetyl-CoA na IPP, sú úplne odlišné. Interakcie medzi týmito dráhami sa dajú študovať pomocou 13C-glukóza izotopomérov. U vyšších rastlín prebieha MEP dráha v plastidoch a mevalonátová dráha v cytozole. Príkladom baktérií, ktoré majú MEP dráhu, je Escherichia coli alebo patogén Mycobacterium tuberculosis.

Referencie

Zdroj 

Metabolické dráhy
Terpény