生化学：イリドイド生合成での還元的環化による別の環状テルペン生成ルート

イリドイドは特徴的な二環式モノテルペンの大きなファミリーを構成しており、このファミリーの化合物は抗がん、抗炎症、抗真菌、抗細菌などの多様な薬理学的活性を持っている。また、特定のイリドイドは、農業と重大なかかわりを持つアブラムシ種で性フェロモンとして使われており、そのことが、革新的で統合的な害虫管理戦略の基盤となっている。この種の天然物が持つバイオ技術面の可能性をいかすには、その生合成経路に関与する酵素を明らかにする必要がある。今回我々は、イリドイド環骨格を生成する植物由来の酵素、イリドイドシンターゼを発見したことを報告する。この酵素の存在は、生化学的分析、遺伝子サイレンシング、共発現解析および局在性試験によって裏付けられた。既知のすべてのモノテルペンシクラーゼはゲラニル二リン酸を基質として用いて陽イオン性中間体を生成するが、イリドイドシンターゼの基質となるのは直鎖状モノテルペンの10-オキソゲラニアールであり、おそらく最初のNAD(P)H依存性の還元段階をディールス・アルダー付加環化またはマイケル付加によるその後の環化段階と共役させていると考えられる。今回の結果は、短鎖還元酵素が医薬用植物でイリドイド産生のためのシクラーゼとして採用された理由を明らかにしている。さらに、全く別の還元酵素を使って人工的な環状骨格を生成できる可能性も高まった。今回の研究で、環状テルペンの生合成に関する新たな生化学的機構が明らかになっただけでなく、農業や製薬への応用に向けて植物および微生物で異種イリドイドを大規模生産することが可能になると期待される。

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