Mevalonatbiosynthese

MevalonatbiosyntheseMevalonsäure ist eine verzweigtkettige, gesättigte Hydroxyfettsäure, deren Salze Mevalonate genannte werden. SyntheseZunächst kondensieren 2 Moleküle Acetyl-CoA unter Abspaltung von CoA-SH zu Acetoacetyl-CoA. Diese Reaktion wird durch die 3-Ketothiolase katalysiert. Anschließend lagert sich ein weiteres Acetyl-CoA an, sodass β-Hydroxy-β-Methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) entsteht. Diese Reaktion gleicht der im Mitochondrium stattfindenden Biosynthese der Ketonkörper, findet jedoch im Zytosol statt. Das katalysierende Enzym ist die HMG-CoA-Synthase.Im letzten und geschwindigkeitsbestimmenden Schritt wird durch die HMG-CoA-Reduktase HMG-CoA unter Verbrauch von 2 NADPH und Abspaltung von CoA-SH zu Mevalonat reduziert. Diese Reduktion erfolgt an der Carboxylgruppe von HMG-CoA, die den Thioester trägt. Aus Mevalonat entsteht durch folgende Reaktionen das aktive Isopren Isopentenylpyrophosphat, das sich formal vom 2-Methyl-1,3-Butadien herleitet:

Mevalonat wird durch zweimalige ATP-abhängige Phosphorylierung an der CH₂OH-Gruppe über das Zwischenprodukt 5-Phosphomevalonat in 5-Pyrophosphomevalonat umgewandelt. Entsprechende Enzyme sind Mevalonatkinase und Phosphomevalonatkinase.

Durch eine dritte ATP-abhängige Phosphorylierung kommt es zur Veresterung der Hydroxylgruppe am C3-Atom des Mevalonats, sodass 3-Phospho-5-Pyrophosphomevalonat entsteht.

Die Pyrophosphomevalonat-Decarboxylase sorgt für eine Decarboxylierung und Dephosphorylierung, sodass Isopentenylpyrophosphat gebildet wird.

Isopentenylpyrophosphat ist nicht nur Ausgangsprodukt für die Cholesterinbiosynthese, sondern auch für die der Polyisoprene und Terpene. Autor: Fabienne Reh, DocCheck, by BioRender.com (2023); abgerufen von https://app.biorender.com/biorender-templates; lizenziert unter CC BY-NC-SA 3.0