Letter 構造生物学：テルペン生合成におけるタキサジエン合成酵素の構造とモジュール構造の進化 2011年1月6日 Nature 469, 7328 doi: 10.1038/nature09628 テルペンまたはテルペノイド天然物の仲間は、あらゆる種類の生命体で今までに55,000種以上が同定されており、分子レベルの生物学的多様性の典型例となっている。このファミリーのよく知られている重要な化合物の1つが多環式ジテルペノイドであるタキソール（パクリタキセル）で、これはチューブリンの重合を促進し、がんの化学療法では優れた効果を発揮する。タイヘイヨウイチイ（Taxus brevifolia）におけるタキソール生合成の最初の過程は、基質である直鎖イソプレノイドのゲラニルゲラニル二リン酸（GGPP）の環化によりタキサ-4(5),11(12)ジエンを形成する反応で、これはタキサジエン合成酵素により触媒される。このジテルペンシクラーゼの全長型は862個のアミノ酸残基を含んでいるが、色素体の成熟に際して約80残基のアミノ末端輸送配列が切断される。今回我々は、アミノ末端の輸送配列に加えてさらに27残基を欠く、この酵素の短縮型変異体（以下、TXSとする）のX線結晶構造について報告する。TXSと13-アザ-13,14-ジヒドロコパリル二リン酸との複合体の構造（1.82 Å分解能）、およびTXSと2-フルオロゲラニルゲラニル二リン酸との複合体の構造（2.25 Å分解能）が決定され、その結果、3つのαへリックスドメインがモジュール状に集合していることがわかった。カルボキシル末端の触媒ドメインはクラスIテルペノイドシクラーゼで、これは3つの金属イオンクラスターにより基質GGPPに結合して活性化する。N末端ドメインと3番目の「挿入」ドメインは共に、退化したクラスIIテルペノイドシクラーゼ型の折りたたみ構造をとっている。クラスIIシクラーゼは、イソプレノイド基質をイオン化ではなく、プロトン化によって活性化しており、TXSの今回得られた構造はテルペノイド生合成の進化におけるこれら2種類のシクラーゼ間の確実な関係を明らかにしている。 Full Text PDF 目次へ戻る
