第二阶段的类胡萝卜素的前体物质IPP和DAMPP的合成。IPP和DAMPP的合成有两种天然合成途径：甲羟戊酸途径和甲基赤四醇4-磷酸途径。MVA途径主要存在于真核及古生菌中，是古细菌、酵母及部分革兰氏阳性细菌中形成IPP的唯一途径。MEP途径则存在于植物、藻类和大多数细菌中。这些植物和藻类可以通过细胞质中的MVA途径和质体中的MEP途径产生IPP。直到20世纪末，MVA仍被认为是包括类胡萝卜素在内的萜类合成的异戊二烯前体的唯一来源。在MVA途径中，Acyl-CoA在Acyl-CoA硫醇酶、β-合酶及β-还原酶的作用下生成三羟基-三甲基戊二酰辅酶，HMG-CoA在HMGCoA还原酶的作用下形成甲羟戊酸盐，甲羟戊酸盐经过一系列的磷酸化反应合成IPP。在MEP途径中，甘油三磷酸和丙酮酸分子经过缩合及异构化反应形成MEP，MEP与三磷酸胞苷偶联后经过一系列的磷酸化反应形成IPP，IPP通过异构化反应生成同分异构体DAMPP。早期研究表明，MVA途径已在许多绿藻和红藻中丢失，MEP途径是雨生红球藻中IPP合成的唯一路径。随着研究的不断深入，多重结果表明MEP途径是IPP合成的唯一路径这一现象在绿藻细胞中可能普遍存在。而在Aurantiochytriumsp.SK4在转录组数据中却未发现MEP途径的大多数基因，而是甲羟戊酸途径参与了Aurantiochytriumsp.SK4细胞内IPP的形成。此外，Henry等在植物中发现了由胞质中磷酸异戊基激酶催化的第三种途径。这种MVA途径与在某些古细菌和细菌的叶绿素门中发现的另一种MVA途径在形成MVAP过程路径相同，区别在于细菌中的MVAP通过磷酸甲戊二烯酸脱羧酶转换为异戊烯基磷酸，随后被异戊烯基单磷酸激酶磷酸化为IPP。植物中虽然有MVA和MEP两条路径，但植物体内类胡萝卜素前体主要来源于MEP途径。

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