Category:TP3
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Triterpene (C30)
環の構造
ステロイド
The basic structure is 4 carbon rings, cyclopenta[a]phenanthrene, gonane, or sterane. The rings B/C are always trans in all natural steroids. If the rings C/D are trans, it is called gonane. If its stereochemistry is unspecified, it is called sterane. Most steroids take gonane form, but in cardenolides and bufanolides, the rings C/D are cis. |
基本骨格は4つの環構造で、シクロペンタ[a]フェナンスレン、ゴナン、ステランなどと呼ばれます。 天然のステロイドでは環 B/C は常にトランスの位置にあります。 環 C/D がトランスの場合をゴナン、立体配置が指定されていないときをステランと呼びます。 ほとんどのステロイドはゴナンの形をとりますが、カルデノライドとブファノライドは環 C/D がシスになります。 |
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Cyclopenta[a]phenanthrene | Gonane |
The majority of steroids have methyl groups sticking out from the bridgehead positions C-10 and C-13. When these methyl groups (or hydrogens) stand above the plane, they are called β-configuration. Those below the plane are called α-configuration. If the configuration at any site is unknown, it is indicated as ξ (Greek Xi). By default, hydrogen atoms or substituents at the positions C-8, 9, 10, 13, and 14 are assumed to be 8β, 9α, 10β, 13β, and 14α configurations. C-5 is a special position, because there are as many 5α steroids as 5β are. |
大多数のステロイドは橋頭位のC-10, C-13からメチル基が出ます。 これらのメチル基 (または水素など) が平面より上に出ているときを、ベータ配置とします。平面より下の場合がアルファ配置です。 配置が不明な場合は、ξ (ギリシャ語の Xi)で表します。 原則として、C-8, 9, 10, 13, 14位にある水素や置換基はそれぞれ8β, 9α, 10β, 13β, 14α 配置です。 C-5位だけは特別で、5α のステロイドと 5β のものが同じくらい存在するので指定が必要です。 |
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cholestane backbone | 5α-configuration | 5β-configuration |
トリテルペン
In almost all pentacyclic triterpenes in angiosperms, the methyl group at the DE-ring fusion is β-configuration. Some triterpenes in ferns, mosses, gymnosperms have α-methyl group at the DE-ring fusion. |
被子植物におけるほとんどの5環テルペンではDE環の継ぎ目にあるメチル基がβ-配置を取ります。シダ類、コケ類、裸子植物における一部の5環テルペンではDE環にα-配置のメチル基がみられます。 |
生合成
概要
The starting point is squalene, which is formed by joining two FPPs tail-to-tail. Bacterial cyclases use squalene directly[1], but those of the other species use 2,3-oxidosqualene for cyclization. |
始まりとなる物質はスクアレンで、二分子のファルネシル二リン酸が末尾どうしで結合して作られます。バクテリアの環化酵素はスクアレンをそのまま利用しますが[2]、それ以外の生物種では2,3-オキシドスクアレンを利用します。 |
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squalene | 2,3-oxidosqualene |
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- References
- ↑ Bacterial squalene cyclases can accept oxidosqualene as their substrates, but oxidosqualene usually does not exist in bacteria
- ↑ バクテリアのスクアレン環化酵素はオキシドスクアレンも基質として利用できますが、バクテリアはオキシドスクアレンを合成しません。
- ↑ Ohyama K, Suzuki M, Kikuchi J, Saito K, Muranaka T (2009) Dual biosynthetic pathways to phytosterol via cycloartenol and lanosterol in Arabidopsis Proc Natl Acad Sci USA 106(3):725-730
- ↑ Kolesnikova MD, Xiong Q, Lodeiro S, Hua L, Matsuda SPT (2006) Lanosterol biosynthesis in plants Arch Biochem Biophys 447:87-95
真核生物のオキシドスクアレン環化酵素
Any path of reactions from the root (2,3-oxidosqualene) to any triterpene backbone with a colored background is catalyzed by a single enzyme called oxidosqualene cyclase (OSC) or terpene synthase h (tpsh).[1] |
この図の最上段 (2,3-オキシドスクアレン) から背景色のついたテルペン骨格までの任意の経路を、オキシドスクアレン環化酵素 (OSC) またはテルペンシンターゼ h (Tps h) と呼ばれる単一の酵素が触媒します。[2] |
骨格色分け: | Animals, fungi, and yeast | Plants only | |
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6員環表記: | chair (C), or boat (B) |
2,3-oxidosqualene | |||||||||||||||||
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17β-protosteryl cation (C-B-C)[6] ![]() |
1,2-shift![]() |
lanosteryl cation (C-B-C)![]() |
17β-dammarenyl cation (C-C-C)[7] ![]() | ||||||||||||||
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cation with the chain at C18 or C17 position![]() ![]() |
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baccarenyl cation (C-C-C-C)![]() | ||||||||||||||
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arborinyl cation (C-B-C-C)![]() |
unnamed cation (C-B-C-C)![]() |
21α-hopyl cation (C-C-C-C) 21β-moretyl cation (C-C-C-C)[11] ![]() |
H18α-lupyl cation (C-C-C-C) H18β-lupyl cation (C-C-C-B) ![]() | ||||||||||||||
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arborinane (C-B-C-C) stictane (C-B-C-C-C)[12] |
hancokinane (C-B-C-C) | hopane (C-C-C-C) gammacerane (C-C-C-C-C) fernane (C-C-C-C) swertane (C-C-C-C-C) |
oleanane[13] (C-C-C-C-C) lupane (C-C-C-C) germanicane taraxastane (C-C-C-C-C) ursane (C-C-C-C-C/B) friedomadeirane (C-C-C-C)[14] |
References |
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Reviews |
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バクテリア・シダ類のスクアレン環化酵素
Squalene cyclase (SC) or terpene synthase g (tpsg) are found in prokaryotes, ciliates, and lower plants (mosses and ferns) and can convert squalene, which is symmetric, as well as 2,3-oxidosqualene. Main products are hopanol and tetrahymanol, and only generate all-chair cations. |
スクアレン環化酵素 (SC) またはテルペン合成酵素 g (tpsg) は原核生物、せん毛虫、下等な植物(コケ・シダ類)に見られ、スクアレンだけでなく2,3-オキシドスクアレンも触媒します。主な代謝産物はホパノールやテトラヒマノールで、全て椅子型の骨格しか生成しません。 |
squalene![]() |
![]() squalene-hopene cyclase[1] |
17α-deoxydammarenyl cation[2] ![]() | |||
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hopene![]() |
![]() |
hopyl cation (c-c-c-c)![]() |
Hopanoids are widespread: they are found in bacteria, ferns, and geological sediments. They are not found, however, in archaea or animals. |
ホパノイドはバクテリアだけでなく、シダ類や地下堆積物からも見つかっています。しかしアーキアや動物からは見つかっていません。 |
Almost all mono-, di-, tri- and tetracyclic terpenes from squalene are found in ferns: Polypodium, Lemmaphyllum, and Pyrrosia. Notable exception is Z-Dammara-17(20),24-diene from moss Floribundaria[3]. Pentacyclic terpenes from squalene, on the other hand, are found also in angiosperms such as Achillea, Erysimum, Castanopsis and in Ascomycota. |
スクアレンから生成されるほぼ全ての1,2,3,4環テルペンはシダ類で見つかっています(Polypodium, Lemmaphyllum, and Pyrrosia)。例外はコケ類FloribundariaからのZ-Dammara-17(20),24-diene ぐらいです。 それに対して、スクアレン由来の5環のテルペンは被子植物(Achillea, Erysimum, Castanopsis)や子嚢菌類にも見つかっています。 |
- ↑ SH cyclase is the most investigated enzyme among squalene cyclases.
Ref. Kannenberg EL, Poralla K (1999) Hopanoid biosyntehsis and function in bacteria. Naturwissenschaften 86:168-76. - ↑ The C-17 chain of deoxydammarenyl cation is α-configuration, not β as in eukaryotes.
Ref. Wendt KU, Schulz GE, Corey EJ, Liu DR (2000) Enzyme mechanisms for polycyclic triterpene formation. Angew Chem, Int Ed 39:2812-33 - ↑ Toyota M, Masuda K, Asakawa Y (1998) Triterpenoid constituents of the moss Floribundaria aurea subsp. nipponica. Phytochemistry 48:297–299
ビスオキシドスクアレン環化酵素
Squalene is oxidized by squalene oxidase to become 2,3-oxidosqualene. Further epoxidation of this symmetric molecule produces 2,3-(S)-22,23-(S)-bis-oxidosqualene, which is converted to 24,25-epoxylanostan-3-ol or 24,25-epoxycycloartan-3-ol. Epoxylanosterol is known to negatively regulate sterol biosynthesis[1]. |
スクアレンはスクアレン酸化酵素により2,3-オキシドスクアレンになりますが、対称な分子のため酸化が進むと 2,3-(S)-22,23-(S)-ビスオキシドスクアレンになります。これからエポキシ末端をもつラノステロールやシクロアルテノールが生じます。 エポキシラノステロールはHMG-CoA還元酵素の分解を促進してステロール合成の調節をつかさどっていることが酵母で知られています。 |
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2,3-oxidosqualene | 2,3-22,23-bis-oxidosqualene |
- ↑ Gardner RG, Shan H, Matsuda SPT, Hampton RY (2001) A positive oxysterol-derived signal for 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase degradation in yeast. J Biol Chem 276:8681–869
ID番号の設計
12-DIGIT
T | P | 3 | x | y | y | r | h | g | n | c | c |
- x ... species information
Symbol at x | Kingdom | Phyla | Examples |
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I | Animalia | Arthropoda (Insects, crabs) | ecdysteroids |
V | Chordate (Vertebrates) | sex steroids, corticosteroids, anabolic steroids | |
O | Others | marine steroids | |
P | Plantae | Phytosterols | lanosterols, cholesterols, brassinolides |
S | Saponins | saponins | |
F | Fungi | ergosterols | ergosterols |
B | Bacteria | bacterial sterols | hopanoids |
- y ... backbone structure (母核構造)
- r ... number of major rings (環構造数)
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- h ... hydroxylation pattern (水酸基数)
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- g ... glycosylation pattern(糖修飾パターン)
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- n ... number of sugars (修飾糖数)
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- c ... serial number (通し番号)
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