Эфирные масла, липиды - Биосинтез эфирных масел

Еще в 1950 г. С. Д. Львов считал, что исходными веществами для синтеза эфирных масел являются продукты анаэробного распада углеводов и белков. Как показал С. П. Костычев, превращение углеводов в растениях тесно связано с анаэробным дыханием (или брожением) — с одной стороны, с аэробным дыханием — с другой. Исходя из этого, углеводы могут превращаться по пути спиртового брожения с образованием уксусного альдегида, пировнноградной кислоты и ацетона, которые способны участвовать в образовании спиртов. При конденсации пировнноградной кислоты с активным уксусным альдегидом (оксиэтилтиаминпирофосфат) образуется ацетомолочная кислота, которая путем внутримолекулярной перегруппировки превращается в α-кетоизовалериановую кислоту, а она, декарбоксилируясь, — в изомасляный альдегид. Под действием алкогольдегидрогеназы в присутствии НАД·Н2 изомасляный альдегид превращается в изобутанол.
Исследования А. Р. Гусевой и В. А. Пасешниченко (1966) показали, что биосинтез β-фенилэтилового спирта в растениях осуществляется с помощью равномерно меченого фенилаланина, ацетата натрия-2С14, а также глюкозы-С14 и сахарозы-С14. Из всех радиоактивных предшественников только фенилаланин сообщал значительную метку β-фенилэтиловому спирту. Ацетат-2-C14 очень мало включался в этот спирт. Фенилаланин, меченный 2-С14, не включается в молекулу β-фенилэтанола. Видимо, фенилаланин
превращается путем переаминирования в фенилпировиноградную кислоту, которая участвует в биосинтезе этого спирта.
Такой путь превращения в растениях впервые показал В. Л. Кретович [51].
Важное значение для биосинтеза терпеноидов имеет мевалоновая кислота, которая представляет собой β-δ-диокси-β-метилва- лериановую кислоту:

После открытия мевалоновой кислоты в 1956 г. в ряде стран был произведен биосинтез терпенов при применении меченой 2-С14 мевалоновой кислоты.
В растениях мевалоновая кислота синтезируется в результате конденсации ацетил-КоА с ацетоацетил-КоА с образованием β-οкси-β-глутарил-КоА, который восстанавливается НАДФ-Н2 в мевалоновую кислоту. Этот процесс катализируется ферментом β-окси- β-метилглутарил-КоА-редуктазой. Затем происходит фосфорилирование мевалоновой кислоты с АТФ с образованием 5-фосфомевалоновой кислоты, которая декарбоксилируется с последующей дегидратацией и образует изопентенилпирофосфат. Из него образуется диметилалилпирофосфат. При взаимодействии последнего с новой молекулой изопентенилпирофосфата возникает геранилпирофосфат.
Этот процесс осуществляется ферментом изопренилтрансферазой, или синтетазой.

При взаимодействии геранилпирофосфата с новой молекулой изопентенилпирофосфата образуется фарнезилпирофосфат:

Геранилпирофосфат и фарнезилпирофосфат легко разлагаются с образованием гераниола и фарнезола.