베타-하이드록시 베타-메틸글루타릴-CoA

베타-하이드록시 베타-메틸글루타릴-CoA
이름

IUPAC 이름 (9R,21S)-1-[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-amino-9H-purin-9-yl)-4-hydroxy-3-(phosphonooxy)tetrahydrofuran-2-yl]-3,5,9,21-tetrahydroxy-8,8,21-trimethyl-10,14,19-trioxo-2,4,6-trioxa-18-thia-11,15-diaza-3,5-diphosphatricosan-23-oic acid 3,5-dioxide
식별자
CAS 번호	1553-55-5^예
3D 모델 (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:61659^예
ChemSpider	392859^예
ECHA InfoCard	100.014.820
IUPHAR/BPS	3040
MeSH	HMG-CoA
PubChem CID	445127
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID40862689 DTXSID00935181, DTXSID40862689
InChI InChI=1S/C27H44N7O20P3S/c1-26(2,21(40)24(41)30-5-4-15(35)29-6-7-58-17(38)9-27(3,42)8-16(36)37)11-51-57(48,49)54-56(46,47)50-10-14-20(53-55(43,44)45)19(39)25(52-14)34-13-33-18-22(28)31-12-32-23(18)34/h12-14,19-21,25,39-40,42H,4-11H2,1-3H3,(H,29,35)(H,30,41)(H,36,37)(H,46,47)(H,48,49)(H2,28,31,32)(H2,43,44,45)/t14-,19-,20-,21+,25-,27+/m1/s1^예 Key: CABVTRNMFUVUDM-VRHQGPGLSA-N^예 InChI=1/C27H44N7O20P3S/c1-26(2,21(40)24(41)30-5-4-15(35)29-6-7-58-17(38)9-27(3,42)8-16(36)37)11-51-57(48,49)54-56(46,47)50-10-14-20(53-55(43,44)45)19(39)25(52-14)34-13-33-18-22(28)31-12-32-23(18)34/h12-14,19-21,25,39-40,42H,4-11H2,1-3H3,(H,29,35)(H,30,41)(H,36,37)(H,46,47)(H,48,49)(H2,28,31,32)(H2,43,44,45)/t14-,19-,20-,21+,25-,27+/m1/s1 Key: CABVTRNMFUVUDM-VRHQGPGLBX
SMILES O=C(O)C[C@@](O)(C)CC(=O)SCCNC(=O)CCNC(=O)[C@H](O)C(C)(C)COP(=O)(O)OP(=O)(O)OC[C@H]3O[C@@H](n2cnc1c(ncnc12)N)[C@H](O)[C@@H]3OP(=O)(O)O
성질
화학식	C₂₇H₄₄N₇O₂₀P₃S
몰 질량	911.661 g/mol
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨. 예 확인 (관련 정보 ^예아니오 ?) 정보상자 각주

β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(영어: β-hydroxy β-methylglutaryl-CoA, HMG-CoA) 또는 3-하이드록시 3-메틸글루타릴-CoA(영어: 3-hydroxy 3-methylglutaryl-CoA)는 메발론산 경로 및 케톤체생성 경로의 대사 중간생성물이다. β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(HMG-CoA)는 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA 생성효소(HMG-CoA 생성효소)에 의해 아세틸-CoA와 아세토아세틸-CoA로부터 생성된다. 1950년대에 일리노이 대학교 어배너-섐페인의 마이너 제서 쿤(Minor Jesser Coon)과 비말 쿠마르 바크하와트(Bimal Kumar Bachhawat)의 연구가 이러한 발견을 이끌었다.^[1]^[2]

β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(HMG-CoA)는 류신, 아이소류신, 발린과 같은 가지사슬 아미노산의 대사 과정에서의 대사 중간생성물이다.^[3] β-메틸글루타코닐-CoA(MG-CoA)와 β-하이드록시 β-메틸뷰티릴-CoA(HMB-CoA)는 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(HMG-CoA)의 직접적인 전구물질들이다.

생합성

사람에서 L-류신과 관련한 β-하이드록시 β-메틸뷰티르산(HMB) 및 아이소발레릴-CoA에 대한 대사 경로. 두 가지 주요 경로 중 L-류신은 대부분 아이소발레릴-CoA로 대사되는 반면, β-하이드록시 β-메틸뷰티르산(HMB)으로 대사되는 경우는 약 5%에 불과하다.^[4]^[5]^[6]

메발론산 경로

메발론산의 합성은 두 분자의 아세틸-CoA가 싸이올레이스에 의해 클라이젠 축합되어 아세토아세틸-CoA를 생성하는 것으로 시작된다. 다음 반응은 아세틸-CoA와 아세토아세틸-CoA가 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA 생성효소(HMG-CoA 생성효소)에 의해 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(HMG-CoA)를 생성하는 반응이다.^[7]

메발론산 생합성의 마지막 단계는 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(HMG-CoA)가 NADPH 의존성 산화환원효소인 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA 환원효소(HMG-CoA 환원효소)에 의해 메발론산으로 전환되는 것이며, 이 단계는 메발론산 경로의 주요 조절 지점이다. 메발론산은 사람에서 콜레스테롤을 포함한 다양한 최종 산물들을 포괄하는 아이소프레노이드들의 전구물질로 역할을 한다.^[8]

케톤체생성 경로

β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA 분해효소(HMG-CoA 분해효소)는 β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA(HMG-CoA)를 아세틸-CoA와 아세토아세트산으로 분해한다.

같이 보기

β-메틸글루타코닐-CoA
스테로이드생성 효소

각주

↑ Sarkar DP (2015). “Classics in Indian Medicine” (PDF). 《The National Medical Journal of India》 (28): 3. 2016년 5월 31일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서.
↑ Surolia A (1997). “An outstanding scientist and a splendid human being” (PDF). 《Glycobiology》 7 (4): v–ix. doi:10.1093/glycob/7.4.453.
↑ “Valine, leucine and isoleucine degradation - Reference pathway”. 《Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes》. Kanehisa Laboratories. 2016년 1월 27일. 2018년 2월 1일에 확인함.
↑ Wilson JM, Fitschen PJ, Campbell B, Wilson GJ, Zanchi N, Taylor L, Wilborn C, Kalman DS, Stout JR, Hoffman JR, Ziegenfuss TN, Lopez HL, Kreider RB, Smith-Ryan AE, Antonio J (February 2013). “International Society of Sports Nutrition Position Stand: beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB)”. 《Journal of the International Society of Sports Nutrition》 10 (1): 6. doi:10.1186/1550-2783-10-6. PMC 3568064. PMID 23374455.
↑ Zanchi NE, Gerlinger-Romero F, Guimarães-Ferreira L, de Siqueira Filho MA, Felitti V, Lira FS, Seelaender M, Lancha AH (April 2011). “HMB supplementation: clinical and athletic performance-related effects and mechanisms of action”. 《Amino Acids》 40 (4): 1015–1025. doi:10.1007/s00726-010-0678-0. PMID 20607321. HMB is a metabolite of the amino acid leucine (Van Koverin and Nissen 1992), an essential amino acid. The first step in HMB metabolism is the reversible transamination of leucine to [α-KIC] that occurs mainly extrahepatically (Block and Buse 1990). Following this enzymatic reaction, [α-KIC] may follow one of two pathways. In the first, HMB is produced from [α-KIC] by the cytosolic enzyme KIC dioxygenase (Sabourin and Bieber 1983). The cytosolic dioxygenase has been characterized extensively and differs from the mitochondrial form in that the dioxygenase enzyme is a cytosolic enzyme, whereas the dehydrogenase enzyme is found exclusively in the mitochondrion (Sabourin and Bieber 1981, 1983). Importantly, this route of HMB formation is direct and completely dependent of liver KIC dioxygenase. Following this pathway, HMB in the cytosol is first converted to cytosolic β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA), which can then be directed for cholesterol synthesis (Rudney 1957) (Fig. 1). In fact, numerous biochemical studies have shown that HMB is a precursor of cholesterol (Zabin and Bloch 1951; Nissen et al. 2000).
↑ Kohlmeier M (May 2015). 〈Leucine〉. 《Nutrient Metabolism: Structures, Functions, and Genes》 2판. Academic Press. 385–388쪽. ISBN 978-0-12-387784-0. 2016년 6월 6일에 확인함. Energy fuel: Eventually, most Leu is broken down, providing about 6.0kcal/g. About 60% of ingested Leu is oxidized within a few hours ... Ketogenesis: A significant proportion (40% of an ingested dose) is converted into acetyl-CoA and thereby contributes to the synthesis of ketones, steroids, fatty acids, and other compounds
Figure 8.57: Metabolism of L-leucine
↑ Garrett RH (2013). 《Biochemistry》. Cengage Learning. 856쪽. ISBN 978-1-305-57720-6.
↑ Haines BE, Steussy CN, Stauffacher CV, Wiest O (October 2012). “Molecular modeling of the reaction pathway and hydride transfer reactions of HMG-CoA reductase”. 《Biochemistry》 51 (40): 7983–95. doi:10.1021/bi3008593. PMC 3522576. PMID 22971202.

콜레스테롤 및 스테로이드 대사 중간생성물

메발론산 경로

HMG-CoA로	아세틸-CoA 아세토아세틸-CoA β-하이드록시 β-메틸뷰티르산 (HMB) β-하이드록시 β-메틸뷰티릴-CoA (HMB-CoA) β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA (HMG-CoA)
케톤체	아세톤 아세토아세트산 β-하이드록시뷰티르산
DMAPP로	메발론산 5-포스포메발론산 5-다이포스포메발론산 아이소펜테닐 피로인산 다이메틸알릴 피로인산 (DMAPP)
제라닐-	제라닐 피로인산 제라닐제라닐 피로인산
카로티노이드	프리피토엔 이인산 피토엔

비메발론산 경로

1-디옥시-D-자일룰로스 5-인산 (DXP)
2-C-메틸에리트리톨 4-인산 (MEP)
4-다이포스포사이티딜-2-C-메틸에리트리톨 (CDP-ME)
4-다이포스포사이티딜-2-C-메틸에리트리톨 2-인산 (CDP-MEP)
2-C-메틸에리트리톨 2,4-사이클로피로인산 (MEcPP)
(E)-4-하이드록시-3-메틸뷰트-2-엔일 피로인산 (HMB-PP)
아이소펜테닐 피로인산 (IPP)
다이메틸알릴 피로인산 (DMAPP)

콜레스테롤으로

콜레스테롤으로부터
(스테롤으로)

22R-하이드록시콜레스테롤
20α,22R-다이하이드록시콜레스테롤

사람 이외의

피토스테롤	스티그마스테롤 브라시카스테롤
에르고스테롤	에르고스테롤 에르고칼시페롤

생체분자: 탄수화물
- 당단백질
- 글리코사이드
지질
- 지방산 / 지방산 대사 중간생성물
- 인지질
- 스핑고지질
- 스테로이드
- 에이코사노이드
단백질
- 단백질생성성 아미노산 / 아미노산 대사 중간생성물
핵산
- 구성 성분
- 뉴클레오타이드 대사 중간생성물
테트라피롤
헴 대사 중간생성물
알코올

아미노산 대사 중간생성물들

케톤체생성성
아미노산 (K)
→아세틸-CoA

리신→	사카로핀 알라이신 α-아미노아디프산 α-케토아디프산 글루타릴-CoA 글루타코닐-CoA 크로토닐-CoA β-하이드록시뷰티릴-CoA
류신→	β-하이드록시 β-메틸뷰티르산 β-하이드록시 β-메틸뷰티릴-CoA 아이소발레릴-CoA α-케토아이소카프로산 β-케토아이소카프로산 β-류신 β-메틸크로토닐-CoA β-메틸글루타코닐-CoA β-하이드록시 β-메틸글루타릴-CoA (HMG-CoA)
트립토판→알라닌→	N'-폼일키뉴레닌 키뉴레닌 안트라닐산 3-하이드록시키뉴레닌 3-하이드록시안트라닐산 2-아미노-3-카복시뮤코닉 세미알데하이드 2-아미노뮤코닉 세미알데하이드 2-아미노뮤콘산 글루타릴-CoA

포도당생성성
아미노산 (G)

G→피루브산→시트르산

글리신→세린→	3-포스포글리세르산 글리신→크레아틴: 글리코사이아민 포스포크레아틴 크레아티닌

G→글루탐산→
α-케토글루타르산

히스티딘→	유로칸산 이미다졸-4-온-5-프로피온산 폼이미노글루탐산 글루탐산-1-세미알데하이드
프롤린→	1-피롤린-5-카복실산
아르지닌→	아그마틴 오르니틴 시트룰린 카다베린 푸트레신
기타	시스테인+글루탐산→글루타티온: γ-글루타밀시스테인

G→프로피오닐-CoA→
석시닐-CoA

발린→	α-케토아이소발레르산 아이소뷰티릴-CoA 메타크릴릴-CoA 3-하이드록시아이소뷰티릴-CoA 3-하이드록시아이소뷰티르산 2-메틸-3-옥소프로판산
아이소류신→	2,3-다이하이드록시-3-메틸펜탄산 2-메틸뷰티릴-CoA 티글릴-CoA 2-메틸아세토아세틸-CoA
메티오닌→	호모시스테인의 생성: S-아데노실메티오닌 S-아데노실호모시스테인 호모시스테인 시스테인으로의 전환: 시스타티오닌 α-케토뷰티르산+시스테인
트레오닌→	α-케토뷰티르산
프로피오닐-CoA→	메틸말로닐-CoA