植物におけるβ-アラニンの合成と役割

アミノ酸に関するほとんどの研究は、他の経路の中でタンパク質合成における本質的な役割を考慮して、タンパク質原性アミノ酸に焦点を合わせています。タンパク質合成で使用される20個のユビキタスアミノ酸に加えて、植物は、抗herbivivory、抗微生物、非生物的ストレス、窒素貯蔵、両方に対する窒素貯蔵、毒素に対する反応性、抗菌、反応、毒素の合成に関与する250を超える非タンパク性アミノ酸を合成します。脊椎動物/無脊椎動物、および植物ホルモンなど。そのような非タンパク質酸の1つはβ-アラニンであり、これは主にヒトに関する研究で知られています。β-アラニンは、植物を含むすべての生物に、パントテネート（ビタミンB5）の一部を形成します。しかし、このレビューの焦点は、生合成、代謝、および植物におけるβ-アラニンの役割にあります。植物に固有のβ-アラニンの機能がいくつかあります。それは、温度極端、低酸素、干ばつ、重金属ショック、およびいくつかの生物ストレスから植物を保護することに関与する一般的なストレス応答分子として蓄積されます。一部の種には、リグニン生合成とエチレン産生への関与の証拠があります。さらに、一部の種では浸透圧性化合物β-アラニンベタインに変換され、他の種の抗酸化ホモグルタチオンに変換されます。ポリアミンのスペルミン/スペルミジン、プロピオン酸、ウラシルは、植物のβ-アラニンの前駆体であることが示されています。ただし、植物は生合成経路の点で異なり、β-アラニンの主要な代謝は沈殿にはほど遠いものです。

Most studies on amino acids are focused on the proteinogenic amino acids given their essential roles in protein synthesis among other pathways. In addition to 20 ubiquitous amino acids used in protein synthesis, plants synthesize over 250 non-proteinogenic amino acids that are involved in the synthesis of compounds that are anti-herbivory, anti-microbial, response to abiotic stresses, nitrogen storage, toxins against both vertebrates/invertebrates, and plant hormones among others. One such non-proteinogenic acid is β-alanine, which is known mainly for studies on humans. β-Alanine forms a part of pantothenate (vitamin B5), which is incorporated into the universal carbon shuttling compounds Coenzyme A and acyl carrier protein, in all organisms including plants. The focus of this review, however, is on the biosynthesis, metabolism, and the role of β-alanine in plants. There are several functions of β-alanine unique to plants. It is accumulated as a generic stress response molecule involved in protecting plants from temperature extremes, hypoxia, drought, heavy metal shock, and some biotic stresses. There is evidence of its participation in lignin biosynthesis and ethylene production in some species. It is further converted to the osmoprotective compound β-alanine betaine in some species and converted to the antioxidant homoglutathione in others. The polyamines spermine/spermidine, propionate and uracil have been shown to be precursors of β-alanine in plants. However, plants vary in terms of their biosynthetic pathways, and the primary metabolism of β-alanine is far from settled.