生化学：UbiXは細菌のユビキノン生合成に必要なフラビンプレニルトランスフェラーゼである
Nature 522, 7557 doi: 10.1038/nature14559
ユビキノン（別名は補酵素Q）は広く存在する脂溶性の酸化還元反応補因子であり、電子伝達鎖の必須の構成要素である。細菌のユビキノン生合成には11個の遺伝子が関与することが分かっていて、その中に含まれるubiXとubiDは3-オクタプレニル-4-ヒドロキシベンゾエート前駆体の脱炭酸を担っている。UbiXのフラビンモノヌクレオチド（FMN）結合タンパク質としての構造的および生化学的な特徴は明らかにされているが、脱炭酸酵素活性は検出されていない。今回我々は、UbiXがフラビン誘導体である新規補因子を産生し、これがUbiDの脱炭酸酵素活性に必要とされることを報告する。UbiXはフラビンプレニルトランスフェラーゼとして作用し、フラビンのN5およびC6原子にジメチルアリル基を連結する。これによりフラビンのイソアロキサジン環に4番目の非芳香環が付加される。UbiXは、他のプレニルトランスフェラーゼとは違って金属非依存性で、基質としてジメチルアリル一リン酸を必要とする。速度論的結晶学の方法を使って、UbiXのプレニルトランスフェラーゼとしての反応機構はテルペンシンターゼのそれに類似していることが明らかになった。活性部位の環境はπ系により支配されており、それがFMN還元に続くリン酸–C1′結合の切断を助けて、N5–C1′結合の形成につながる。UbiXは次いで付加物を再配向させるシャペロンとして働いて、一過性のカルボカチオン種を経て最終的にジメチルアリルC3′–C6結合が形成される。我々の知見は、フラビン誘導体である新しい補因子の形成機構を確立するもので、またフラビンとテルペノイドの両方の生化学的レパートリーを広げる。
