Catharanthus roseusのテルペノイドインドールアルカロイドの生合成経路

Catharanthus Roseusは、最も広く調査されている薬用植物の1つであり、強力な抗腫瘍薬物薬物およびビンクリスチンを含む130を超えるアルカロイドを産生できます。ここでは、C。roseusのテルペノイドインドールアルカロイド（TIAS）の生合成経路の最近の進歩と、この経路に関与する対応する酵素の同定と特性評価をレビューします。スリクトシジンは、異なるTIAの生合成の中心的な中間体であり、セコロガニンとトリプタミンの凝縮によって形成されます。セコロガニンはテルペノイド（イソプレノイド）生合成経路に由来し、トリプタミンはインドール生合成経路に由来します。次に、さまざまな特定の最終製品が、ダウンストリームプロセス中に異なるルートによって生産されます。この経路では多くの遺伝子と対応する酵素が特徴付けられていますが、TIA生合成経路全体に関する私たちの知識は、今でもほとんど知られていないままです。TIA生合成経路の完全な解明は、薬用植物におけるTIA生合成の調節を理解し、合成生物学的技術によって貴重なTIAを生成するための重要な前提条件です。

Catharanthus roseus is one of the most extensively investigated medicinal plants, which can produce more than 130 alkaloids, including the powerful antitumor drugs vinblastine and vincristine. Here we review the recent advances in the biosynthetic pathway of terpenoid indole alkaloids (TIAs) in C. roseus, and the identification and characterization of the corresponding enzymes involved in this pathway. Strictosidine is the central intermediate in the biosynthesis of different TIAs, which is formed by the condensation of secologanin and tryptamine. Secologanin is derived from terpenoid (isoprenoid) biosynthetic pathway, while tryptamine is derived from indole biosynthetic pathway. Then various specific end products are produced by different routes during downstream process. Although many genes and corresponding enzymes have been characterized in this pathway, our knowledge on the whole TIA biosynthetic pathway still remains largely unknown up to date. Full elucidation of TIA biosynthetic pathway is an important prerequisite to understand the regulation of the TIA biosynthesis in the medicinal plant and to produce valuable TIAs by synthetic biological technology.