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2023-2024研讨会摘要 - 化学
Joshua Baccile, Organic Chemistry Elucidating the Role of Five Carbon Metabolism in Disease Isoprenoids are structurally diverse metabolites with an array of critical bioactivities which include cell membrane integrity (e.g., cholesterol), glycoprotein synthesis (e.g., the dolichols), steroid hormone signaling (e.g., androgens,雌激素和皮质醇）和线粒体健康（例如辅酶Q）。人类类人源自甲酸（MVA）途径，而许多植物和细菌都利用甲基红细胞thritol磷酸MEP MEP途径。MVA和MEP途径都在相同的两个结构相关的五碳前体上收敛，分别是焦磷酸异戊烯基（IPP）和二甲基乙烯基焦磷酸（DMAPP），这些链链被链链形成更高级别的类异on子。因此，IPP和DMAPP是所有生物体中所有类异on-的中央五碳前体。超出其作为前体的作用，IPP和DMAPP还直接修改了其他小分子（ATP）和大分子（37A tRNA）的作用，这是一种称为原始化的过程。IPP和DMAPP水平直接参与心血管疾病，最近与癌症，囊性纤维化和非酒精性脂肪肝病有关。 尽管对人类健康的重要性，但通过调节IPP和DMAPP的细胞内浓度以及IPP和DMAPP的独特生物活性而观察到的临床效应的机制相对较少。 这次演讲将集中在我们通过开发基于IPP和DMAPP的化学探针和用于代谢标记类吸收性分子和预苯基分子的方法的方法来弥合这一关键科学差距的努力。IPP和DMAPP水平直接参与心血管疾病，最近与癌症，囊性纤维化和非酒精性脂肪肝病有关。尽管对人类健康的重要性，但通过调节IPP和DMAPP的细胞内浓度以及IPP和DMAPP的独特生物活性而观察到的临床效应的机制相对较少。这次演讲将集中在我们通过开发基于IPP和DMAPP的化学探针和用于代谢标记类吸收性分子和预苯基分子的方法的方法来弥合这一关键科学差距的努力。我将讨论我们访问各种IPP和DMAPP类似物的合成方法。目前，我们利用这些化合物进行代谢标记研究，并研究IPP和DMAPP的独立生化活性。最后，我将讨论前肾上代谢标记的未来，该标记是以细胞特异性方式开发用于标记类异丙定和前化分子的方法。
CRISPR/Cas9技术在药用植物中的应用与展望
知途径; 虚线代表未知途径; 图2（在线颜色）萜类，生物碱和苯丙烷的生物合成途径。萜类生物合成的途径可以分为三个阶段。第一阶段：IPP或DMAPP由G3P和丙酮酸或乙酰辅酶A作为底物产生；第二阶段，IPP和DMAPP用作底物来生成萜烯前体GPP，FPP和GGPP。第三阶段：GPP，FPP和GGPP在TPS的作用和修饰酶的作用下产生特定的萜类化合物。涉及萜类合成途径的酶包括：DXS，DXR，AACT，HMGS，IDI，GPS，FPS，FPS，GGPPS，GGPPS，ADS，CPS，CPS，CYP76AK2，CYP76AK2，CYP76AK3，CYP76AK3，PDS，PPTA / G，PPTA / G，CYP5150L8，和CYP505DD13D13。生物碱使用氨基酸作为其前体。4-羟基苯基甲醛和多巴胺转化为（S） - 霉菌，这是苄基等喹啉生物碱的前体；色素通过吲哚途径从分支酸合成，IPP/DMAPP通过虹膜素途径转化为secologinin。色素和secologanin被转化为严格辛汀，这是单二烯吲哚吲哚生物碱的常见前体。涉及生物碱合成途径的酶包括：NCS，TNMT，MSH，SOMT，TDC，CYP719A19，STOX，COOMT，COOMT，STR，SGD，SGD，4'OMT，G10H，G10H，G10H，SLS，SLS，LAMT和HSS。苯丙烷合成途径始于苯丙氨酸。苯丙氨酸被催化至4-甲基二氧化碳，该COA与丙二酰辅酶A反应形成类黄酮，并与3,4-二羟基苯乙酸形成酚酸。参与苯丙烷合成途径的酶包括：PAL，C4H，4CL，CHS，IFS，CHI，CHI，F3H，DFR，ANS，GTS，GTS，C3H，CCR，CCR，RAS和LAC；黄色块代表苯丙烷；蓝色块代表生物碱；绿色块代表萜烯；实线代表已知途径；虚线代表未知的途径；两条固体/虚线表示多步反应
某些真核固醇生物合成的抗菌作用...
下一步涉及HMG − COA还原酶，将HMG -coa转换为甲酸甲酸。汀类药物靶向这种酶在人类中降低血液胆固醇水平。[4]在粪肠球菌中，HMG -COA合成和随后的还原通过双重酶进行。[14] pravastatin据报道会在体外抑制纯化的细菌HMG -COA还原酶。[15]甲氯酸酯被转化为IPP，然后Farneylpyrophrophathate合酶将IPP和DMAPP凝结成Farnesylypropyprophophathate。在人类中，用于治疗骨质疏松症的双膦酸盐（alendronate）强烈抑制这种反应以诱导骨细胞中的凋亡。[16,17]据报道，革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌吸引了FPP。[18,19]凝结两个FPP分子的小矛烯，该分子被化为氧化，然后循环形成羊毛醇。[20]真菌尖锐的环氧酶被盟友和特比纳芬选择性抑制。[21]然后将羊毛醇通过固醇脱甲基酶转化为Zymosterol，这种反应被甲唑类抗真菌药物（如酮康唑，米诺唑和氯吡唑）所阻断。[22]某些细菌（例如链霉菌菌株）含有单加氧酶，这可能是甲醇抑制的固醇脱甲基酶的同源物。[23]