イソプレノイド生合成における基本過程ー鎖延長と環化ーの化学および生化学的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61430010
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 菅 隆幸 広島大学, 理学部, 教授 (00033811)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗貞 清貴 広島大学, 理学部, 助手 (30166235) ; 泉 俊輔 広島大学, 理学部, 助手 (90203116) ; 太田 伸二 広島大学, 学校教育学部, 講師 (60185270) ; 平田 敏文 広島大学, 理学部, 助教授 (80033926)
• Keywords: イソプレノイド生合成 / プレニル鎖延長 / プレニル鎖環化 / 立体化学 / 生合成機構 / 高等植物 / 酵素化学 / 反応中間体

Research Abstract

高等植物におけるイソプレノイド類の生合成において、プレニル鎖が形成される過程の機構とプレニル鎖が環化する際の初期過程の中間体の構造と機構の酵素レベルでの解明を計った。
1.これまでに高等植物においては見出されていなかったゲラニル二リン酸生合成酵素をゼラニウム(Pelarugonium roseum)より初めて分画・精製した。
2.従来、精製が困難とされていた植物のポリプレニルニリン酸合成酵素を疎水性クロマトグラフィ-によって、他のプレニルトランスフェラ-ゼから分離・精製する方法を確立した。
3.生体内において環化酵素と拮抗的に働いていると考えられるリン酸加水分解酵素をクスノキより分画・精製し、アリル二リン酸類との反応性を調べた。
4.リモネンの生合成を支配している酵素系をハッカおよびミカンの葉から分画・精製した。これらの酵素系ではゲラニルニリン酸がそれぞれ(4S)ーおよび(4R)ーリモネンへ変換されることを見出した。
5.鎖状アリルニリン酸にMg^<2+>が配位する過程を^<31>P NMRを用いて調べ、Mg^<2+>はニリン酸基部分と1:1でキレ-ト配位すること、キレ-ト形成によってニリン酸基部分のCーO結合が弱められることが明らかになった。
6.ミカンおよびハッカから分画したリモネン生合成酵素による反応を調べ、環化反応がanti-endo型のキラルなアリルカチオン中間体を介して生起していることを解明した。

Research Products

• [Publications] T.Suga: "Glycinoprenols:Novel Polyprenols Possessing a Phytyl Residue from the Leaves of Soybeen" J.Org.Chem.54. 3390-3393 (1989)
• [Publications] N.Kariya: "Metabolites of Euglena gracilis" J.Sci.Hiroshima Univ.,Ser.A. 53. 9-16 (1989)
• [Publications] T.Yamamitsu: "Synthesis of 4- and 5-Regioselectively Deuteriated Geranyl Diphosphates" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1. 1989. 1811-1814 (1989)
• [Publications] S.Ohta: "The Synthesis of(2S,3R)-Mevalonolactone-2-d and (3S,4S)-Mevalonolactone-4-d Starting from 5,6-Dihydro-4-methyl-2H-pyran" J.Sci.Hiroshima Univ.,Ser.A. 53. 49-57 (1989)
• [Publications] T.Yoshioka: "An Anomaly in the Biosynthesis of(E,E)-Farnesol by the Crude Enzyme System of Pisum sativum" Phytochemistry.