szlak metaboliczny psilocybiny

Metaboliczny szlak produkcji psilocybiny
(The Metabolic Pathway of Psilocybin Production)
by
micro
wersja ang. www.en.psilosophy.info/riyxbqembijvbcctcnavbygu
original text: http://www.shroomery.org/6227/The-Metabolic-Pathway-of-Psilocybin-Production
[ tłumaczenie: cjuchu ]
Szlaki metaboliczne są ważne do zrozumienia gdy staramy się z żywego organizmu wytworzyć pewną
substancję. Wytwarzanie psilocybiny rozpoczyna się od choryzmianu, który wytwarzany jest w cyklu kwasu
szikimowego. Cykl szikimowy występuje w wielu różnych roślinach, grzybach i bakteriach, lecz nie występuje u
zwierząt, i jest ważny przy tworzeniu wielu różnych związków aromatycznych, włączając w to wiele
antybiotyków i opartych na tryptaminie dragów psychedelicznych, takich jak DMT, alkaloidy sporyszu i
psilocybina. Dla jakichkolwiek badań naukowych na temat ich wytwarzania bardzo ważne jest poznanie szlaku
metabolicznego. Zamysłem tego dokumentu jest po prostu wypisanie wszystkich produktów i enzymów by
można po nie sięgnąć kiedy przyjdzie potrzeba.
Pierwszym głównym krokiem jest cykl szikimowy, który przeprowadzany jest w cytozolu komórek grzybów.
Wytwarza on produkt zwany choryzmianem, który wykorzystywany jest do syntezy folianu, ubichinonu,
fenylalaniny, tyrozyny i tryptofanu. Cykl ten rozpoczyna się od fosfoenylopirogronianu, produktu glikolizy, oraz
erytrozo-4-fosforanu, produktu cyklu fosforanów pentoz (produkt uboczny wytwarzany przez enzym
transketolazę), który działa jako donor fosforanu. Szlaki te zostały zilustrowane poniżej. Szlak zaczyna się od
produktów początkowych i następnie idzie w prawo do enzymu, co wytwarza kolejny produkt:
Produkt
Enzym
fosfoenolopirogronian + erytrozo-4-fosforan syntaza DHAP =>
7P-2-dehydro-3-deoksy-d-arabino-heptonian
syntaza 3-dehydrochinatu =>
dehydrochinat
dehydrataza 3-dehydrochinatu =>
dehydroszikimian
5-dehydrogenaza szikimianu =>
szikimian
kinaza szikimianu =>
szikimiano-3-P
syntaza EPSP =>
5-0-(1-karboksywinyl)-3-fosfoszikimian
syntaza choryzmianu =>
choryzmian
Choryzmian może teraz wejść na każdy z pięciu szlaków; my skupimy się na cyklu tryptofanu:
Produkt
Enzym
choryzmian
syntaza 2-deoksyizochoryzmianu =>
2-amino-2-deoksychoryzmian
syntaza antranilanu =>
antranilan
transferaza fosforybozylo-antranilanu =>
N-(5'fosforybozylo) antranilan
izomeraza N-(5'fosforybozylo)-antranilanu =>
enolo-1-0-karboksyfenyloamino-1-deoksyrybulozo
syntaza indolo-3-fosfoglicerolu =>
fosforan
indolo-3-fosfoglicerol
syntaza tryptofanu (podjednostka a) =>
indol
syntaza tryptofanu (podjednostka b) =>
tryptofan
dekarboksylaza tryptofanu =>
soma rights re-served
1
od 23.07.2008 na http://www.psilosophy.info/
szlak metaboliczny psilocybiny
www.psilosophy.info/riyxbqembijvbcctcnavbygu
tryptamina
Tryptofan jest dekarboksylowany przez enzym o nazwie dekarboksylaza tryptofanu i formuje tryptaminę. Jest
to ostatni główny krok w cyklu, który jest znacząco wyhamowywany przez mechanizm ujemnego
samosprzężenia zwrotnego, co oznacza, że jeśli w komórkach jest za dużo konkretnej substancji enzym
zatrzyma przemianę tryptofanu w tryptaminę. Oto spis niektórych inhibitorów dekarboksylazy tryptofanu
(skopiowany z dokumentu na lycaeum, URL nieznany).
Inhibicja dekarboksylazy tryptofanu
Rodzaj inhibicji
Inhibitor
% inhibicji
Inhibitory konkurencyjne:
N,N-dimetylotryptamina
65
kwas indolo-3-octowy
60
tryptamina
62
5-hydroksytryptamina
(5-HT - serotonina)
45
indol-3-acetaldehydu
50
(nieznany mechanizm:)
Nie inhibitory:
5-metoksy-N,N-dimetylotryptamina (0)
5-metoksytryptamina
(0)
kwas indolo-3-pirogronowy
(0)
Szlak przekształcenia tryptaminy do psilocybiny i psilocyny wciąż jest niejasny, lecz mówi się, że istnieje wiele
różnych kroków, gdyż oprócz psilocybiny, która wytwarzana jest najprawdopodobniej z psilocyny przez jeden
enzym fosforylazy wytwarzane są ufosforylowane związki pośrednie: beaocystyna i norbaeocytyna.
Eksperymenty Gartz'a et al. dotyczące dodania tryptaminy HCL do substratu ukazały wzrost poziomu psilocyny
w porównaniu do psilocybiny, co sugeruje, deregulację enzymu fosforylazy na tym etapie, i zapewnia również
jakiś możliwy wgląd w ewolucję grzybów psilocybowych.
GŁÓWNE SZLAKI
Oba materiały startowe Szlaku Kwasu Szikimowego, fosfoenolopirogronian i erytrozo-4-fosforan są ostatecznie
produktem glukozy. Glukoza jest ufosforylowana przez ATP, który traci grupę fosforylową na korzyść glukozy
stając się ADP:
(sł. kluczowe obrazka: glukoza, glukozo-6-fosforan, fosfoenolopirogronian, szlak glikolizy, szlak
pentozowo fosforanowy, erytrozo-4-fosforan)
soma rights re-served
2
od 23.07.2008 na http://www.psilosophy.info/
szlak metaboliczny psilocybiny
www.psilosophy.info/riyxbqembijvbcctcnavbygu
By wyprodukować nasze dwa materiały startowe glukozo-6-fosforan jest następnie wykorzystywany w dwóch
różnych cyklach, glikolizy i Cyklu Fosforanów Pentoz.
Fosfoenolopirogronian jest produktem ubocznym glikolizy:
(sł. kluczowe obrazka: glukozo-6-p, izomeraza fosfoglukozy, fruktozo-6-p, fosfofruktokinaza, atp,
adp, fruktozo-1,6-bisfosforan, aldolaza, lizyna, fosforan dihydroksyacetonu, izomeraza
fosfotriozowa, gliceraldehydo-3-fosforan, 1,3-bisfosfoglicerynian, kinaza fosfoglicerynianowa, 3fosfoglicerynian, mutaza fosfoglicerynianowa, 2-fosfoglicerynian, enolaza, fosfoenolopirogronian)
... a erytrozo-4-fosforan jest produktem ubocznym Cyklu Fosforanów Pentoz (CFP).
(sł. kluczowe obrazka: glukozo-6-p, nadp+, dehydrogenaza glukozo-6-p, 6-fosfoglukonolakton, laktonaza, 6fosfoglukonian, dehydrogenaza 6-fosfoglukonianu, rybulozo-5-fosforan, izomeraza pentozofosforanowa,
rybozo-5-p, transketolaza, epimeraza pentozofosforanowa, ksylulozo-5-fosforan, gliceraldehydo-3-fosforan,
sedoheptulozo-7-fosforan, transaldolaza, erytrozo-4-fosforan, fruktozo-6-fosforan, reszta cfp)
[ tłumaczenie: cjuchu ]
soma rights re-served
3
od 23.07.2008 na http://www.psilosophy.info/
szlak metaboliczny psilocybiny
www.psilosophy.info/riyxbqembijvbcctcnavbygu
Odnośniki:
(Moje notaki [micro])
Roberts CW, Roberts F, Lyons RE, Kirisits MJ, Mui EJ, Finnerty J, Johnson JJ, Ferguson DJ, Coggins JR,
Krell T, Coombs GH, Milhous WK, Kyle DE, Tzipori S, Barnwell J, Dame JB, Carlton J, McLeod R.
The shikimate pathway and its branches in apicomplexan parasites.
J Infect Dis. 2002 Feb 15;185 Suppl 1:S25-36
Niels Jensen: Attempted molecular loning of enzymes from the psilocybin biosynthesis pathway in
Psilocybe tampanensis
The Lycaeum
http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/glycolysis.htm
http://www.sbuniv.edu/~ggray.wh.bol/tutorial/pentose/step2.htm
http://www.gwu.edu/~mpb/pentphos.htm
Syntaza choryzmianu
Syntaza choryzmianu (EC 4.2.3.5), siódmy enzym w szlaku przemian szikimanu, katalizuje transformacje EPSP
do kwasu choryzmianowego, który jest ostatnim prekurosorem w biosyntezie licznych aromatycznych zwiąków
u bakterii, grzybów i roślin. Struktura CS (chorismate synthase) ukazuje nowe {beta}{alpha}{beta}{alpha}
zwinięcia, naprzemian wystepujące po sobie ciasno upakowane dwie alpha-helisy i dwie struktury bharmonijki. Nie wykazując w ten sposób podobieństwa do żadnej udokumentowanej struktury białka.
Cząsteczka CS zorganizowana jest jako ciasny tetramer z symetrią D2, w zgodności z jej czwartorzędową
strukturą w roztworze.
Skrócony opis białka: Syntaza choryzmianu katalizuje ostatni krok pospolitego szlaku szikimianu
prowadzącego do powstawania związków aromatycznych takich jak aminokwasy aromatyczne. Reakcja składa
się z 1,4-anty-eliminacji grupy 3-fosforowej oraz C-(6proR) hydrogenacji z 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate
soma rights re-served
4
od 23.07.2008 na http://www.psilosophy.info/
szlak metaboliczny psilocybiny
www.psilosophy.info/riyxbqembijvbcctcnavbygu
do otrzymania choryzmianu. Chociaż reakcja ta nie zawiera wymiany redox netto, obecność enzymu jest
absolutnie wymagana do redukcji mononukleotydu flawinowego, który nie został zużyty podczas reakcji. W
aktywnej części enzymu znajdują się dwie niezależne reszty histydyny (HIS[17] i HIS[106]). Przy użyciu
ukierunkowej mutagenezy obie histydyny zastapiono alaninami, zmniejszając aktywność zmutowanego białka
10 i 20 krotnie odpowiednio dla H106A i H17A. Opierając się na charakterystyce dwóch pojedyńczych
zmutowanych białek zapropnowano, że His106 poddaje protonacji pojedyńczy jon zredukowanego FMN,
podczas gdy His17 protonuje pozostałą grupe fosforową substratu.
opis i rysunek pochodzą z http://www.bioorganic.ch.pwr.wroc.pl
soma rights re-served
5
od 23.07.2008 na http://www.psilosophy.info/