メバロン酸経路
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メバロン酸経路（メバロンさんけいろ）はテルペノイドやステロイド合成の出発物質であるイソペンテニル二リン酸およびジメチルアリル二リン酸をアセチルCoAから合成する生合成反応経路である。ほとんど全ての生物が備えていると考えられている。イソペンテニル二リン酸を合成する生合成反応経路は他に非メバロン酸経路がある。律速段階はヒドロキシメチルグルタリルCoA (HMG-CoA) がメバロン酸に還元される反応であり、これが名称の由来である。
概要
メバロン酸経路はテルペンを合成する経路であり、コレステロール、ステロイドの他、ファルネシルピロリン酸のようなタンパク質の翻訳後修飾（プレニル化）に用いられる脂質を合成する上で、基礎となる生合成経路である。メバロン酸経路の反応は細胞質基質上で行われている。
メバロン酸経路の反応
ファイル:説明図 メバロン酸経路.png
メバロン酸経路
メバロン酸経路の反応は以下の通りである。
- 酢酸 + ATP + CoA → アセチルCoA + AMP + 2リン酸
- 2アセチルCoA → アセトアセチルCoA + CoA
- アセトアセチルCoA + アセチルCoA → HMG-CoA + CoA
- HMG-CoA + 2NADPH → メバロン酸 + CoA + 2NADP+
- メバロン酸 + ATP → 5-ホスホメバロン酸 + ADP
- 5-ホスホメバロン酸 + ATP → 5-ジホスホメバロン酸 + ADP
- 5-ジホスホメバロン酸 + ATP → イソペンテニル二リン酸 + 二酸化炭素 + リン酸 + ADP
- イソペンテニル二リン酸 → ジメチルアリル二リン酸
これらの反応は全て以下の一連の酵素群により触媒されておこる。
- アセチルCoAシンターゼ
- アセチルCoA-アセチルトランスフェラーゼ(チオラーゼ) (EC 2.3.1.9) (→EC番号)
- HMG-CoAシンターゼ (EC 2.3.3.10)
- HMG-CoAレダクターゼ (EC 1.1.1.34)
- メバロン酸キナーゼ (EC 2.7.1.36)
- 5-ホスホメバロン酸キナーゼ (EC 2.7.4.2)
- ジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼ (EC 4.1.1.33)
- イソペンテニル二リン酸Δ-イソメラーゼ (EC 5.3.3.2)
メバロン酸経路を標的とした薬剤
メバロン酸経路に関わる薬剤としてはスタチンとビスホスホネートがある。 スタチンはメバロン酸経路の律速段階となっているHMG-CoAレダクターゼを競合的に阻害することによってコレステロール合成を低下させる。 一方、ビスホスホネート（特にアミノビスホスホネート）は破骨細胞に取り込まれるとメバロン酸経路の下流でタンパク質のプレニル化に関わるファルネシルピロリン酸を合成する酵素（ファルネシルピロリン酸合成酵素）を阻害する。それによりGTPaseのような細胞シグナルに関わるタンパク質の翻訳後修飾を阻害することで破骨細胞のアポトーシスを誘導し骨代謝を抑制する。
