Shikímico, ruta biogenética del ácido

Vía alternativa para la formación de compuestos aromáticos, entre ellos los aminoácidos L-fenilalanina, L-tirosina y L-triptofano (Figura 1). Es empleada por microorganismos y plantas, pero no por los animales, y ésta es la razón por la que a la fenilalanina y al triptofano se les clasifica como esenciales para los humanos (esto es, que solamente pueden obtenerse a partir de la dieta). La tirosina sí es sintetizada por el organismo, pero a partir de la fenilalanina ya ingerida. El nombre de este proceso biosintético se debe a que en él interviene el ácido shiquímico, aislado de plantas de la especie Illicium, que agrupa a algunos ejemplares tóxicos como el I. religiosum o anisatum (badiana de Japón o shikimi). La fenilalanina y la tirosina forman la base de los fenilpropanoides, compuestos en los cuales es posible identifcar unidades de C₆C₃ de fenilpropano presentes en una gran cantidad de productos (ácido cinámico, cumarinas, lignanos y flavonoides); por su parte, el triptofano se encuentra involucrado en la formación de una considerable cantidad de alcaloides (v.). En adición, a partir de este proceso se forman derivados de ácido benzoico como los ácidos gálico y p-aminobenzoico o PABA (Figura 2). La ruta del ácido shikímico se inicia con una condensación entre el fosfoenolpiruvato (PEP) y la D-eritrosa-4-fosfato para generar el ácido 3-desoxi-D-arabino-heptulosónico 7-fosfato (DAHP por su nombre en inglés) (Figura 3). A continuación el DAHP sufre consecutivamente una oxidación, seguida de la pérdida de fosfato y nuevamente una reducción con NAD⁺ para generar el intermediario A; formalmente, la conversión de DHAP a A puede visualizarse como una ß-eliminación de ácido fosfórico (Figura 4). A continuación A se cicliza y se transforma en ácido 3-deshidroquínico, Figura 5. El ácido 3-deshidroquínico puede entonces reducirse con la ayuda de NADH⁺ a ácido quínico, una sustancia que se encuentra ampliamente distribuida en la naturaleza, ya sea como tal o formando parte de algún sustrato (ésteres, alcaloides como la quinia, etc.). El ácido 3-deshidroquínico a su vez puede deshidratarse para transformarse en ácido 3-deshidroshikímico, el cual se transforma en shikímico gracias a una reacción de oxidación (Figura 6). El ácido 3-deshidroshikímico no solamente se transforma en el shikímico, sino que puede también deshidratarse y formar ácido protocatéquico u oxidarse y formar ácido gálico. En ambos casos, los procesos están favorecidos debido a la formación de un sistema aromático (Figura 7). El ácido gálico es un componente de los taninos (galotaninos) como la pentagaloilglucosa (Figura 8), presente en plantas. Los taninos se han empleado desde hace milenios en el curtido de pieles gracias a su capacidad de producir entrecruzamiento de proteínas. Asimismo, contribuyen a la astringencia de algunas bebidas, como el té, el café, vinos, etc. El ácido shikímico puede transformarse, con la ayuda de ATP y fosfoenolpiruvato en diferentes etapas, en ácido corísmico, que es el percursor, entre muchos otros sustratos, de los aminoácidos L-fenilalanina y L-tirosina (Figura 9). La química de esta última sustancia en organismos vivos es sumamente rica y se encuentra diversificada: se conocen casos en los que por una sustancia se transforma en otra siguiendo en los microorganismos una serie de transformaciones o ruta metabólica que difiere de la que opera en organismos vegetales para esa misma conversión (ejemplo: la transformación de ácido corísmico en 4-hidroxibenzoico). En inglés: shikimic acid metabolic pathway.