حمض الشيكيميك

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

حمض الشيكيميك ، المعروف أكثر باسمه الأنيوني شيكيمات ، هو سيكلوهكسين ، وسيكليتول ، وحمض سيكلوهكسان كاربوكسيليك . وهو مستقلب كيميائي حيوي مهم في النباتات والكائنات الدقيقة. يُشتق اسمه من زهرة الشيكيمي اليابانية (シキミ، اليانسون النجمي الياباني ، Illicium anisatum )، والتي عُزل منها لأول مرة عام 1885 على يد يوهان فريدريك إيكمان . [ 1 ] وقد تم تحديد بنيته بعد ذلك بنحو 50 عامًا. [ 2 ]

التخليق الحيوي

يتفاعل فوسفينول بيروفات مع إريثروس-4-فوسفات لتكوين 3-ديوكسي -د- أرابينو هيبتولوزونات-7-فوسفات (DAHP)، في تفاعل يحفزه إنزيم DAHP سينثاز . ثم يتحول DAHP إلى 3-ديهيدروكوينات (DHQ)، في تفاعل يحفزه إنزيم DHQ سينثاز . على الرغم من أن هذا التفاعل يتطلب نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD) كعامل مساعد، إلا أن الآلية الإنزيمية تعيد توليده، مما ينتج عنه عدم استهلاك أي NAD.

التخليق الحيوي لـ 3-ديهيدروكوينات من فوسفينول بيروفات وإريثروس-4-فوسفات

يتم تجفيف DHQ إلى حمض 3-ديهيدروشيكيميك بواسطة إنزيم 3-ديهيدروكوينات ديهيدراتاز ، والذي يتم اختزاله إلى حمض شيكيميك بواسطة إنزيم شيكيمات ديهيدروجينيز ، والذي يستخدم نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات (NADPH) كعامل مساعد.

مسار شيكيمات

التخليق الحيوي للأحماض الأمينية العطرية

مسار الشيكيمات، نسبةً إلى حمض الشيكيميك باعتباره وسيطًا هامًا، هو مسار أيضي من سبع خطوات تستخدمه البكتيريا والفطريات والطحالب والطفيليات والنباتات لتخليق الأحماض الأمينية العطرية ( الفينيل ألانين والتيروسين والتريبتوفان ). لا يوجد هذا المسار في الحيوانات؛ لذا، يُعد الفينيل ألانين والتريبتوفان من العناصر الغذائية الأساسية التي يجب الحصول عليها من غذاء الحيوان. أما التيروسين فليس عنصرًا أساسيًا، إذ يمكن تصنيعه من الفينيل ألانين، باستثناء الأفراد غير القادرين على تحويل الفينيل ألانين إلى تيروسين .

الاستخدام في التخليق الحيوي

يُعدّ الفينيل ألانين والتيروسين من المركبات الأولية المستخدمة في التخليق الحيوي للفينيل بروبانويدات . ثم تُستخدم الفينيل بروبانويدات لإنتاج الفلافونويدات والكومارين والتانينات واللجنين . أول إنزيم مشارك في هذه العملية هو فينيل ألانين أمونيا لياز (PAL) الذي يحوّل L- فينيل ألانين إلى حمض ترانس - سيناميك والأمونيا .

التخليق الحيوي لحمض الغاليك

يتكون حمض الغاليك من 3-ديهيدروشيكيمات بفعل إنزيم شيكيمات ديهيدروجينيز لإنتاج 3،5-ديهيدروشيكيمات . ويتحول هذا المركب الأخير تلقائيًا إلى حمض الغاليك. [ 3 ]

مركبات أخرى

حمض الشيكيميك هو مادة أولية لـ:

الأحماض الأمينية الشبيهة بالميكوسبورين

الأحماض الأمينية الشبيهة بالميكوسبورين هي مستقلبات ثانوية صغيرة تنتجها الكائنات الحية التي تعيش في بيئات ذات كميات كبيرة من ضوء الشمس، وعادة ما تكون بيئات بحرية.

الاستخدامات

في صناعة الأدوية، يُستخدم حمض الشيكيميك المستخلص من اليانسون النجمي الصيني ( Illicium verum ) كمادة أساسية لإنتاج الأوسيلتاميفير ( تاميفلو ). على الرغم من وجود حمض الشيكيميك في معظم الكائنات ذاتية التغذية ، إلا أنه وسيط حيوي ويوجد عادةً بتراكيز منخفضة جدًا. يُعزى نقص الأوسيلتاميفير عام 2005 إلى انخفاض نسبة استخلاص حمض الشيكيميك من اليانسون النجمي الصيني. يمكن أيضًا استخلاص حمض الشيكيميك من بذور ثمار شجرة الليكودامبر ( Liquidambar styraciflua ) [ 2 ] ، وهي وفيرة في أمريكا الشمالية، بنسبة استخلاص تبلغ حوالي 1.5%. على سبيل المثال، يلزم 4 كيلوغرامات (8.8 رطل) من بذور الليكودامبر لإنتاج 14 عبوة من التاميفلو. بالمقارنة، تشير التقارير إلى أن اليانسون النجمي ينتج ما بين 3% و7% من حمض الشيكيميك. وقد تم مؤخرًا تحسين المسارات الحيوية في بكتيريا الإشريكية القولونية (E. coli) لتمكينها من تراكم كمية كافية من المادة لاستخدامها تجاريًا. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] أظهرت دراسة أجرتها جامعة مين عام 2010 أنه يمكن أيضًا استخلاص حمض الشيكيميك بسهولة من إبر العديد من أنواع أشجار الصنوبر . [ 7 ]  

تُستخدم المجموعات الواقية بشكل أكثر شيوعًا في الأعمال المخبرية الصغيرة والتطوير الأولي مقارنةً بعمليات الإنتاج الصناعي، لأن استخدامها يُضيف خطوات وتكاليف مواد إضافية إلى العملية. ومع ذلك، فإن توفر وحدة بناء كيرالية رخيصة الثمن يُمكن أن يُغطي هذه التكاليف الإضافية، على سبيل المثال، حمض الشيكيميك المستخدم في أوسيلتاميفير .

يُعد حمض أمينوشيكيميك أيضًا بديلاً لحمض شيكيميك كمادة أولية لتخليق أوسيلتاميفير.

هدف للأدوية

يمكن استخدام حمض الشيكيميك لتخليق حمض (6S ) -6-فلوروشيكيميك ، [ 8 ] وهو مضاد حيوي يثبط مسار التخليق الحيوي للمركبات العطرية. [ 9 ] وبشكل أكثر تحديدًا، يثبط الغليفوسات إنزيم سينثاز 5-إينول بيروفيل شيكيمات-3-فوسفات (EPSPS). وتتغلب المحاصيل المعدلة وراثيًا "راوند أب ريدي" على هذا التثبيط. [ 10 ]

حدوث

يوجد هذا الحمض في سعف السرخس الشجري، وهو نوع خاص يُسمى "السرخس الصغير" (سعف ملتف من سرخس شجري صغير من رتبة السرخسيات ، يُحصد لاستخدامه كخضار). هذه السعف صالحة للأكل، ولكن يمكن تحميصها لإزالة حمض الشيكيميك. [ 11 ]

يُعد حمض الشيكيميك أيضًا جزءًا غليكوزيديًا من بعض التانينات القابلة للتحلل . يتميز هذا الحمض بذوبانه العالي في الماء وعدم ذوبانه في المذيبات غير القطبية، ولهذا السبب يكون حمض الشيكيميك فعالًا فقط ضد البكتيريا موجبة الغرام ، نظرًا لعدم نفاذية الغشاء الخلوي الخارجي للبكتيريا سالبة الغرام . [ 12 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ إيكمان، ج. ف. (1881). "العلاقات النباتية بين نبات اليانسون المقدس (Illicium religiosum Sieb.) ونبات اليانسون المتسلق ( Illicium anisatum Lour)" . المجلة الأمريكية للصيدلة . 53 (8). مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يناير 2013 .
  2. 1 2 إثراء، ليزا ب.؛ شيرمان، مارغريت L.؛ مهاجر، اشلي؛ ماتياس، كاثرين ر. إلير، كريستال ف. نيومان، م. سكوت؛ فوجيناكا، مايكل؛ بون ، توماس (أبريل 2008). " Liquidambar styraciflua : مصدر متجدد لحمض الشيكيميك". رسائل رباعية السطوح . 49 (16): 2503-2505 . دوى : 10.1016/j.tetlet.2008.02.140 .
  3. ↑ "مسار حمض الغاليك" . metacyc.org .
  4. ↑ برادلي، د. (ديسمبر 2005). "دورٌ محوريٌ للبكتيريا في السيطرة على جائحة الإنفلونزا؟". مجلة نيتشر ريفيوز لاكتشاف الأدوية . 4 (12): 945-946 . doi : 10.1038/nrd1917 . PMID 16370070. S2CID 30035056 .  
  5. ↑ كريمر، م.؛ بونغيرتس، ج.؛ بوفنبرغ، ر.؛ كريمر، س.؛ مولر، يو.؛ أورف، س.؛ ووبولتس، م.؛ رايفن، ل. (2003). "الهندسة الأيضية للإنتاج الميكروبي لحمض الشيكيميك". الهندسة الأيضية . 5 (4): 277-283 . doi : 10.1016/j.ymben.2003.09.001 . PMID 14642355 . 
  6. ↑ يوهانسون، ل.؛ ليندسكوج، أ.؛ سيلفرسبار، ج.؛ سيماندر، س.؛ نيلسن، ك.ف.؛ ليدن، ج. (2005). "إنتاج حمض الشيكيميك بواسطة سلالة معدلة من الإشريكية القولونية (W3110.shik1) في ظل ظروف نقص الفوسفات والكربون". التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية . 92 (5): 541-552 . doi : 10.1002/bit.20546 . PMID 16240440. S2CID 19659961 .  
  7. ↑ «إبر الصنوبر في ولاية مين تُنتج مادة قيّمة تُستخدم في تصنيع عقار تاميفلو» . Boston.com . 7 نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 10 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2024 .
  8. ↑ سونغ، تشوانجون؛ جيانغ، شيندي؛ سينغ، جورديل (4 أغسطس 2011). "تخليق سهل لحمض (6S)-6-فلوروشيكيميك وحمض (6R)-6-هيدروكسي شيكيميك" . البحوث الكيميائية في الجامعات الصينية . 18 (2): 146-152 .
  9. ↑ ديفيز، جي إم؛ باريت-بي، كيه جيه؛ جود، دي إيه؛ ليهان، إم؛ نيكولز، دبليو دبليو؛ بيندر، بي إي؛ ثين، جيه إل؛ واتكينز، دبليو جيه؛ ويلسون، آر جي (فبراير 1994). " حمض (6S)-6-فلوروشيكيميك، عامل مضاد للبكتيريا يعمل على مسار التخليق الحيوي العطري" . العوامل المضادة للميكروبات والعلاج الكيميائي . 38 (2): 403-406 . doi : 10.1128/AAC.38.2.403 . PMC 284469. PMID 8192477 .  
  10. ↑ فونكه، ت.؛ هان، هـ.؛ هيلي-فريد، م. ل.؛ فيشر، م.؛ شونبرون، إ. (29 أغسطس 2006). " الأساس الجزيئي لمقاومة محاصيل راوند أب ريدي لمبيدات الأعشاب" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 103 (35): 13010-13015 . Bibcode : 2006PNAS..10313010F . doi : 10.1073/pnas.0603638103 . PMC 1559744. PMID 16916934 .  
  11. ↑ إيفانز، آي إيه؛ عثمان، إم إيه (يوليو 1974). "السرطنة الناتجة عن نبات السرخس وحمض الشيكيميك". مجلة نيتشر . 250 (5464): 348-349 . Bibcode : 1974Natur.250..348E . doi : 10.1038/250348a0 . PMID 4211848. S2CID 4175635 .  
  12. ↑ تشونغ، هاي جونغ (30 سبتمبر 2009). "تقييم النشاط البيولوجي لمستخلصات اليانسون النجمي (Illicium verum)". التغذية الوقائية وعلوم الأغذية . 14 (3): 195-200 . doi : 10.3746/jfn.2009.14.3.195 .

الكتب