Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Ein Überblick über die Triterpenoidbiosynthese in Pflanzen und eine strukturelle Darstellung der Gymnemaside und Gymnemoside aus Gymnema Sylvestere

Kuldeepsingh A Kalariya und Dipal Minipara

Ein Überblick über die Triterpenoidbiosynthese in Pflanzen und eine strukturelle Darstellung der Gymnemaside und Gymnemoside aus Gymnema Sylvestere

Pflanzen sind eine reiche Quelle vieler Gruppen von Naturprodukten, und eine dieser größten Gruppen besteht aus strukturell vielfältigen Verbindungen, die ein Gerüst aus dem 30 Kohlenstoffatome umfassenden Vorläufer Oxidosqualen besitzen, an den Glykosylreste gebunden sind, und die daher Saponinglykoside genannt werden. Der Ausgangspunkt der Biosynthese des Triterpenoidwegs ist die Cyclisierung des 2,3-Oxidosequalens. Das hierfür benötigte Sequalen wird jedoch tatsächlich durch die Wirkung der Squalensynthase produziert, die zu einer Kopf-an-Kopf-Kondensation zweier Einheiten Farnesylpyrophosphat (FPP) führt, das wiederum unter der Wirkung der Farnesylpyrophosphatsynthase (FPPS) durch die Kondensation zweier Einheiten Isopentenylpyrophosphat (IPP) und seines Isomers Dimethylallylpyrophosphat (DMAPP) produziert wird, die die Endprodukte des Mevalonatwegs (MVA) im Zytosol und des 2-C-Methyl-D-Erythritol-4-phosphat-Wegs (MEP) in den Plastiden sind. Eine weitere Modifizierung von 2,3-Oxidosqualen durch Oxidation, Hydroxylierung und Glykosylierungsreaktionen erzeugt komplexe Saponine. Die Cyclisierung des 2,3-Oxidosqualens und die anschließende Ringerweiterung durch Carbokation und Verschiebung des Kohlenstoffs des zunächst erzeugten tetrazyklischen Dammaran-Kations führt zur Bildung einer Vielzahl strukturell unterschiedlicher pentazyklischer Triterpenoide. Eine Vielzahl von Oxidosequalen-Cyclasen (OSCs) soll strukturelle Vielfalt in Triterpenoiden erzeugen. Die ortsspezifische Oxidation des von OSCs synthetisierten zyklischen Skeletts wird durch Cytochrom P450 (P450s) verursacht, eine große Genfamilie in Pflanzen. Sobald das Substrat durch P450s verarbeitet wurde, wird es durch die Wirkung von UDP-abhängigen Glykosyltransferasen (UGTs) weiter diversifiziert, was zu Glykosylierungen an Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen führt. Intra- und extrazellulärer Transport, Speicherung, Geschmack, Bioabsorptionsfähigkeit und die biologische Aktivität eines Triterpenoids werden stark von der unterschiedlichen Zusammensetzung der Zucker und ihrer Art der Anheftung an das Triterpengerüst beeinflusst. In einigen veröffentlichten Artikeln gibt es Unklarheiten hinsichtlich der Struktur der Saponine vom Olean-Typ und der allgemeinen Klassifizierung der Saponine, soweit es die Gymnemoside von Gymnema sylvestere betrifft, da sie unter der Dammaren-Gruppe aufgeführt sind. Wir haben die Unklarheit in dieser Übersicht aufgelöst und versucht, den Weg der Triterpenoid-Biosynthese in Pflanzen zu vereinfachen und darzustellen, beginnend mit dem MAP/MEV-Weg bis hin zu den strukturell am stärksten veränderten Formen wie Glutinol und Friedelin.