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  莽草酸合成的兩種初始底物是糖酵解與糖異生途徑中的磷酸烯醇式丙酮酸和卡爾文迴圈與磷酸戊糖途徑中的赤鮮糖-4-磷酸,它們由DAHP合酶催化合成為3-脫氧-D-阿糖基庚糖酮酸-7-磷酸(DAHP),並釋放一個磷酸。DAHP再由3-脫氫奎尼酸合酶環化為3-脫氫奎尼酸(DHQ)。 3-脫氫奎尼酸再由3-脫氫奎尼酸脫水酶脫水形成3-脫氫莽草酸,之後在脫氫莽草酸還原酶作用下,3-脫氫莽草酸消耗一個NADPH還原為莽草酸。

  莽草酸合成後的第一個酶是莽草酸激酶,消耗ATP催化莽草酸磷酸化為莽草酸-3-磷酸。莽草酸-3-磷酸再由EPSP合酶催化與磷酸烯醇式丙酮酸結合形成5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸(EPSP)。  5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸再通過分支酸合酶轉化為分支酸。  分支酸在分支酸變位酶催化下進行克萊森重排形成預苯酸

  預苯酸在預苯酸脫氫酶催化下發生氧化脫羧(但保留羥基)形成對羥基苯丙酮酸("p"-hydroxyphenylpyruvate,又叫4-羥苯丙酮酸)。再通過酪氨酸轉氨酶與穀氨酸發生轉氨基作用生成酪氨酸和α-酮戊二酸。

  預苯酸由預苯酸脫水酶催化脫羧(不保留羥基)形成苯丙酮酸,再與穀氨酸發生轉氨基作用生成苯丙氨酸。

  從分支酸開始,有多條支路合成以下多種有機化合物,分支酸也因此得名。

  在部分植物與細菌中,酪氨酸和苯丙氨酸的合成途徑與以上有所不同,稱為“前酪氨酸途徑”(arogenate pathway),它先由預苯酸在轉氨後形成L-前酪氨酸(L-arogenate),再通過前酪氨酸脫氫酶形成酪氨酸或通過前酪氨酸脫水酶形成苯丙氨酸(如圖)。
莽草酸途徑(英語:shikimic acid pathway,又叫做分支酸途徑,Chorismate pathway)是一個存在於細菌、真菌、藻類以及寄生生物和植物中的代謝途徑,用於芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)的生物合成。