脱落酸的合成及代谢

脱落酸的合成及代谢四川科瑞森生物工程有限公司植物中脱落酸的合成路径1、类胡萝卜素途径（terpenoidpathway)脱落酸的合成通过2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸途径合成异戊烯焦磷酸（IPP）和二甲基烯基焦磷酸（DMAPP），二者进一步合成C15-牻牛儿基焦磷酸，经过法呢基焦磷酸（farnesylpyrophosphate,FPP)，进一步聚合成牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸，从而合成C40-八氢类胡萝卜素；在酶的催化下产生一系列的氧化裂解等反应后，生成紫黄质(violaxanthin)，在通过2顺式黄质醛(xanthoxin)，黄质醛迅速代谢成为脱落酸。植物中脱落酸的的代谢路径氧化降解途径结合失活途径赤霉素，细胞分裂素和脱落酸三者之间的合成关系微生物中脱落酸的合成路径合成脱落酸的微生物有很多，如蔷薇色尾孢霉、灰葡萄孢霉菌、菜豆尾孢霉、瓦菌、赤松尾孢霉等，通过科学家长期的研究，我们已经知道真菌ABA的合成途径，但是关于ABA合成的酶编码基因有待发现，以及是否具有同植物合成ABA相同的C40-类胡萝卜素降解途径还需要进一步研究。通过大量的实验及生产，探索了很多关于灰葡萄孢霉合成ABA的调控方法，有效的提高了灰葡萄孢霉合成脱落酸的量，但是调控的机制还需要发掘。下面是以1、4-ABA二醇作为灰葡萄孢霉合成ABA主要前体的途径。化学合成脱落酸的合成途径S-ABA及ABA结构类似物在植物调节机制机制方面的研究，及ABA结构类似物的合成研究促使了ABA合成方法的进步，由于植物提中ABA含量很低，微生物发酵生产脱落酸起步较晚，生产成本很高，在很长一段时间里，通过化学合成手段获得ABA成为主要的工业方法。1、非选择性合成方法该类方法没有解决旋光异构体和几何异构体的问题，合成ABA的产率很低，S-ABA的含量因此就更低，所以没有生产实用性。2、顺反选择性合成方法该类别的方法解决了ABA支链的顺反异构问题，最终的产物均是外消旋体，是S-ABA和R-ABA的混合物，没有解决对映选择的问题。而且副产物较多，在实验研究当中目标产物的收率有所提高。下面简单介绍异氟尔酮（isophrone)路线和不饱和醛路线1.异氟尔酮（isophrone)路线如图所示由Constantino[2]完善，他在合成的过程中，提前完成C1ˊ位的羟基的两部氧化反应，从而减少了反应过程中的副反应。2.不饱和该路线如图所示该路线的合成共4各步骤，也是由Constantino等人提出和完善。3、对映选择性合成路线ABA合成在技术方面需要解决光学异构和几何异构异构两个立体选择性问题，还有就是如何获得原材料的问题。1992年，Rose[3]等人采用（2S,3S)-丁二醇与氧化异氟尔酮合成氧化异氟尔酮缩酮，从而获得R型与S型之比为3∶1的混合物。如图所示：Acemoglu等人在合成中，先合成消旋的环氧环醇氧化物，从而获得与ABAC1ˊ光学性质相同的的环氧环醇化合物，再进一步合成顺反异构体的ABA混合物。Sakai等对Acemoglu等人的反应路线进行了改进，解决了ABA合成中C1ˊ位的手性问题，而且也尽可能的减少几何异构的反应。Takahashi等提出了通过以β-蒎烯反应前体，获得ABA的合成路线。