ácido shikímico

El ácido shikímico , más conocido como su forma aniónica shikimato , es un ciclohexeno , un ciclitol y un ácido ciclohexanocarboxílico . Es un importante metabolito bioquímico en plantas y microorganismos. Su nombre proviene de la flor japonesa shikimi (シキミ, anís estrellado japonés , Illicium anisatum ), de la cual fue aislado por primera vez en 1885 por Johan Fredrik Eykman . ^{[ 1 ]} La elucidación de su estructura se realizó casi 50 años después. ^{[ 2 ]}

El fosfoenolpiruvato y la eritrosa-4-fosfato se condensan para formar 3-desoxi- D- arabinoheptulosonato-7-fosfato (DAHP), en una reacción catalizada por la enzima DAHP sintasa . Posteriormente, el DAHP se transforma en 3-dehidroquinato (DHQ), en una reacción catalizada por la DHQ sintasa . Si bien esta reacción requiere nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) como cofactor, el mecanismo enzimático lo regenera, lo que resulta en un consumo neto nulo de NAD.

La DHQ se deshidrata a ácido 3-dehidroshikímico por acción de la enzima 3-dehidroquinato deshidratasa , que a su vez se reduce a ácido shikímico por acción de la enzima shikimato deshidrogenasa , la cual utiliza nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) como cofactor.

En la industria farmacéutica, el ácido shikímico del anís estrellado chino ( Illicium verum ) se utiliza como materia prima para la producción de oseltamivir ( Tamiflu ). Aunque el ácido shikímico está presente en la mayoría de los organismos autótrofos , es un intermediario biosintético y, en general, se encuentra en concentraciones muy bajas. El bajo rendimiento de aislamiento del ácido shikímico del anís estrellado chino se considera la causa de la escasez de oseltamivir en 2005. El ácido shikímico también se puede extraer de las semillas del fruto del liquidámbar ( Liquidambar styraciflua ), ^{[ 2 ]} que abunda en Norteamérica, con rendimientos de alrededor del 1,5 %. Por ejemplo, se necesitan 4 kg (8,8 lb) de semillas de liquidámbar para catorce envases de Tamiflu. En comparación, se ha informado que el anís estrellado produce entre un 3 % y un 7 % de ácido shikímico. Recientemente se han mejorado las vías biosintéticas en E. coli para permitir que el organismo acumule suficiente material para su uso comercial. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} Un estudio de 2010 publicado por la Universidad de Maine mostró que el ácido shikímico también se puede cosechar fácilmente de las agujas de varias especies de pino . ^{[ 7 ]}  

Los grupos protectores se utilizan con mayor frecuencia en trabajos de laboratorio a pequeña escala y en el desarrollo inicial que en procesos de producción industrial, ya que su uso añade pasos adicionales y costes de materiales al proceso. Sin embargo, la disponibilidad de un componente quiral económico puede compensar estos costes adicionales; por ejemplo, el ácido shikímico para el oseltamivir .

El ácido aminoshikímico es también una alternativa al ácido shikímico como material de partida para la síntesis de oseltamivir.

El shikimato se puede utilizar para sintetizar ácido (6S ) -6-fluoroshikímico , ^{[ 8 ]} un antibiótico que inhibe la vía biosintética aromática. ^{[ 9 ]} Más específicamente, el glifosato inhibe la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS). Los cultivos genéticamente modificados "Roundup Ready" superan esa inhibición. ^{[ 10 ]}

Se encuentra en las frondas de los helechos arborescentes, una especialidad llamada cabeza de violín (frondas enrolladas de un helecho arborescente joven del orden Cyatheales , cosechadas para su uso como verdura). Estas frondas son comestibles, pero se pueden tostar para eliminar el ácido shikímico. ^{[ 11 ]}

El ácido shikímico es también la parte glucosídica de algunos taninos hidrolizables . Este ácido es altamente soluble en agua e insoluble en disolventes no polares, razón por la cual el ácido shikímico es activo únicamente contra bacterias Gram positivas , debido a la impermeabilidad de la membrana celular externa de las bacterias Gram negativas . ^{[ 12 ]}

• Vía del aminoshikimato , una nueva variación de la vía del shikimato.