Sikimisav
A sikimisav, általánosabban ismert anionos formájában a sikimát, szerves vegyület, molekulájában ciklohexén, ciklitol és ciklohexánkarbonsav funkció található. Fontos biokémiai metabolit növényekben és mikroorganizmusokban. Nevét a japán sikimi (シキミ, azaz japán csillagánizs, tudományos nevén Illicium anisatum) növényről kapta, amelyből először 1885-ben izolálta Johan Fredrik Eykman. Molekulaszerkezetét csaknem 50 évvel később határozták meg.

Az IARC listájára mint 3-as típusú biológiai vegyület került fel, amely a besorolás szerint az emberre nézve nem rákkeltő tulajdonságú, ám azt javasolják, hogy bizonyos magas sikimisav-tartalmú növényeket ne nyersen fogyasszunk, hanem főzés, sütés, pörkölés során hagyjuk, hogy a benne levő sikimisav elbomoljon.

Egyes hidrolizálható tanninokban a sikimisav alkotja a glikozidos részt.

Bioszintézise 
Foszfoenolpiruvát és eritróz-4-foszfát reakciójából 3-dezoxi-D-arabinoheptulozonát-7-foszfát (DAHP) keletkezik, DAHP szintáz enzim katalizációjával. A DAHP ezután – DHQ szintáz katalizálta reakcióban – 3-dehidrokináttá (DHQ) alakul át. Bár a reakció kofaktorként nikotinamid-adenin-dinukleotidot, azaz NAD-ot igényel, enzimatikus reakciók ezt regenerálják, így nettó felhasználása nem történik.

A DHQ a 3-dehidrokinát dehidratáz enzim segítségével 3-dehidrosikimisavvá dehidratálódik, amely aztán tovább redukálódik a sikimát dehidrogenáz aktivitása során, miközben nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát, azaz NADPH használódik fel.

Sikimát útvonal

Aromás aminosavak bioszintézise 
A sikimisav útvonal 7 lépéses metabolizmus, amelyet baktériumok, gombák, algák, paraziták és növények alkalmaznak aromás aminosavak (fenil-alanin, tirozin és triptofán) szintetizálásához. Ez az útvonal állatokban nem található meg, ezért számukra a fenilalanin és triptofán esszenciális aminosavak, melyek csak táplálkozással vihetők be (az állatok képesek tirozint szintetizálni fenilalaninból, így az csak a fenilketonuriában szenvedő betegek esetében esszenciális, akik nem tudják hidroxilálni a fenilalanint.)

Az útvonal első enzime a sikimát kináz, ez a sikimisav ATP-függő foszforilációját katalizálja, hogy az sikimát-3-foszfáttá alakulhasson. A sikimát-3-foszfátot ezután az 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát (EPSP) szintáz enzim egy foszfoenolpiruváttal kapcsolja, így 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát keletkezik.

Ezt követően az 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát korizmáttá alakul, amit a korizmát szintáz enzim katalizál.

A következő lépésben a korizmátból – a korizmát mutáz által katalizált Claisen-átrendeződéssel – prefénsav szintetizálódik.

A prefenát oxidatív dekarboxilációja során a hidroxilcsoport retenciójával p-hidroxifenilpiruvát keletkezik, amely glutamát, mint nitrogénforrás felhasználásával transzaminálódik, így tirozin és α-ketoglutarát jön létre.

Fenolikumok szintézisének kezdő pontja 
A fenilalanin és a tirozin a fenolpropanoidok szintézisének perkurzorai. Fenolpropanoidokból képződnek később a flavonoidok, kumarinok, tanninok és ligninek. Az első belépő enzim a fenilalanin-ammónia-liáz (PAL) amely egy L-fenilalanint változtat transz-fahéjsavvá és ammóniává.

Galluszsav bioszintézis
A galluszsav 3-dehidrosikimátból keletkezik, melyet a sikimát dehidrigenáz enzim 3,5-didehidrosikimáttá alakít, majd ez utóbbi vegyület spontán galluszsavvá rendeződik át.

Más vegyületek 
A sikimisav még az alábbi vegyületek prekurzor:
 indol, az indolból származtathatóak aminosavak, aromás aminosavak, egyik fontosabbikuk a triptofán, amelyből alakulnak más, pszichedelikus, hallucinogén vegyületek is, mint a dimetil-triptamin
 sok más alkaloid és aromás anyagcseretermék

Mikrospóraszerű aminosavak 
Apró, másodlagos metabolitok, amelyeket erősen napsütötte területeken élő szervezetek állítanak elő, általában tengeri életközösségekben.

Felhasználás 
A gyógyszeriparban a csillagánizsból való kivonatot használják (Illicium verum) amely alapanyaga az oseltamivir (Tamiflu) gyártásának. Bár a sikimisav megjelenik a legtöbb autotróf szervezetben, egy bioszintetikus intermedier így többnyire nagyon alacsony koncentrációban fordul elő. A csillagánizsból kivonható alacsony sikimisav mennyiséggel magyarázzák a 2005-ös oseltamivir hiányt is. Sikimisav kinyerhető az amerikai ámbrafából is amelyből Észak-Amerikában jelentős mennyiség található. De felhasználása arányaiban nem kifizetődő, mivel a belőle származtatható hozam, 1,5%. Például: 4 kg mag volna szükséges 14 doboz Tamiflu előállításához. Összehasonlításképpen, a csillagánizsból kinyert sikimisavból 3-7% hozamot kapunk. Egy 2010-es Maine Universityn végzett tanulmány szerint a sikimisav kivonható néhány fenyőtípus magjából is.

Aminosikimisav a sikimisav egy alternativája, az oseltamivir gyártásának egy kiinduló anyaga.

Gyógyszerek-növényirtószerek előállítása 
A sikimát felhasználható (6S)-6-Fluorosikimisav előállítására, amely egy olyan antibiotikum, amely képes gátolni az aromás bioszintetikus útvonalakat.

Glifozát, aktív összetevőként a herbicid szerekben, úgy hat, hogy megzavarja a növények sikimisav metabolizmusát. Specifikusabban, a glifozát gátol egy enzimet, az 5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát szintáz-t (EPSPS).

Lásd még 
 Aminosikimát útvonal, egy újabb, alternatív sikimát útvonal.

Könyvek
 The shikimate pathway, E. Haslam, 2 editions - first published in 1974
 Shikimic acid, E. Haslam, 1 edition - first published in 1993

Fordítás

Jegyzetek

További információk 
Shikimate and chorismate biosynthesis

Többértékű alkoholok
Karbonsavak
Növényi biokémia