Shikiminezuur

Shikiminezuur
Structuurformule en molecuulmodel
	Structuurformule van (L)-shikiminezuur
Algemeen
Molecuulformule	C7H10O5
IUPAC-naam	(3R,4S,5R)-3,4,5-trihydroxycyclohexeen-1-carbonzuur
Molmassa	174,1513 g/mol
SMILES	C1C(C(C(C=C1C(=O)O)O)O)O
InChI	1S/C7H10O5/c8-4-1-3(7(11)12)2-5(9)6(4)10/h1,4-6,8-10H,2H2,(H,11,12)/t4-,5-,6-/m1/s1
CAS-nummer	138-59-0
EG-nummer	205-334-2
PubChem	8742
Wikidata	Q410830
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Smeltpunt	185-187 °C
Oplosbaarheid in water	180 g/L
Goed oplosbaar in	water
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal	Scheikunde

Shikiminezuur is een belangrijk biochemisch intermediair in planten en micro-organismen. De naam is afgeleid van de Japanse bloem shikimi-no-ki (シキミ, Japanse steranijs, Illicium anisatum), waaruit de stof voor het eerst werd geïsoleerd in 1885.^[1] Enkel het enantiomeer (3R,4S,5R)-shikiminezuur is biologisch relevant.

Biosynthese bewerken

De shikimaatbiosynthese^[2] start bij fosfo-enolpyruvaat en erythrose-4-fosfaat die reageren tot 3-deoxy-D-arabinoheptulosonaat-7-fosfaat (DAHP). Deze reactie wordt gekatalyseerd door het enzym DAHP-synthase. DAHP wordt dan omgezet tot 3-dehydrochinaat (DHQ) met behulp van DHQ-synthase en NAD⁺ als cofactor. NAD⁺ wordt daarna door het enzym geregenereerd.

DHQ wordt vervolgens door het enzym chinaatdehydratase gedehydrateerd tot 3-dehydroshikimaat, dat dan gereduceerd wordt tot shikimaat door het enzym shikimaatdehydrogenase met NADPH als cofactor.

Rol in de natuur bewerken

Shikiminezuur is een belangrijke precursor voor:

de aromatische aminozuren tyrosine en tryptofaan (en andere indoolderivaten) bij de mens, en fenylalanine bij planten en micro-organismen
vele alkaloïden en andere aromatische metabolieten
de fenylpropanoïden zoals tannines, flavonoïden en lignine

Toepassingen bewerken

In de farmacie wordt shikiminezuur (geïsoleerd uit de steranijs (Illicium verum) gebruikt als grondstof voor het antiviraal middel oseltamivir (Tamiflu). Het probleem is dat shikiminezuur slechts in lage concentraties aanwezig is in steranijs en andere planten, zodat het rendement van de syntheseroute erg laag is (3 tot 7%). Shikiminezuur kan ook worden geïsoleerd uit de zaden van de amberboom met een rendement van 2,4 tot 3,7%.^[3] Synthese is ook mogelijk, maar ook deze verloopt met een rendement van maximaal 35%.^[4] In 2003 slaagde men erin bepaalde bacteriestammen van Escherichia coli te optimaliseren om commercieel interessante hoeveelheden shikiminezuur te produceren.^[5]^[6] Sedertdien wordt shikiminezuur steeds meer door microbiële fermentatie geproduceerd.

Bronnen, noten en/of referenties

↑ J.F. Eykman (1885), Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 4, p. 32
↑ (en) Shikimate Biosynthesis
↑ L.B. Enrich, M.L. Scheuermann, A. Mohadjer, K. R. Matthias, C.F. Eller, M.S. Newman, M. Fujinakaa and T. Poon, Tetrahedron Lett. 49(2008), 16, 2503-2505
↑ (en) Jiang, S. und Singh, G. (1998): Chemical synthesis of shikimic acid and its analogues. In: Tetrahedron 54, 4697. PDF
↑ (en) Marco Krämer et al. "Metabolic engineering for microbial production of shikimic acid." Metabolic Engineering, Oktober 2003, Vol. 5 nr. 4, pp. 277-283. DOI:10.1016/j.ymben.2003.09.001
↑ (en) Bradley, David (December 2005). Star role for bacteria in controlling flu pandemic? (html). Nature Reviews Drug Discovery 4: 945–946. DOI: 10.1038/nrd1917. Geraadpleegd op 7 maart 2007.

[1] J.F. Eykman (1885), Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 4, p. 32

[2] (en) Shikimate Biosynthesis

[3] L.B. Enrich, M.L. Scheuermann, A. Mohadjer, K. R. Matthias, C.F. Eller, M.S. Newman, M. Fujinakaa and T. Poon, Tetrahedron Lett. 49(2008), 16, 2503-2505

[4] (en) Jiang, S. und Singh, G. (1998): Chemical synthesis of shikimic acid and its analogues. In: Tetrahedron 54, 4697. PDF

[5] (en) Marco Krämer et al. "Metabolic engineering for microbial production of shikimic acid." Metabolic Engineering, Oktober 2003, Vol. 5 nr. 4, pp. 277-283. DOI:10.1016/j.ymben.2003.09.001

[6] (en) Bradley, David (December 2005). Star role for bacteria in controlling flu pandemic? (html). Nature Reviews Drug Discovery 4: 945–946. DOI: 10.1038/nrd1917. Geraadpleegd op 7 maart 2007.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]