海藻におけるジメチルスルフォニオプロピオン酸の合成のための新しいルート

海藻によって生成される3-ジメチルスルフォニオプロピオン酸（DMSP）は、大気中ジメチルスルフィド（DMS）の主要な生体前駆体です。DMSPの細菌および藻類の分解によって形成されるこの生体DMSは、毎年約1.5 x 10（13）硫黄の硫黄に寄与し、雲形成、潜在的に気候規制において、世界の硫黄サイクルの主要な役割を果たします。DMSP生合成は高等植物で部分的に解明されていますが、分子全体がメチオニンに由来することを除いて、藻類がDMSPを作る方法については何も知られていません。ここでは、in vivo同位体標識を使用して、緑色のマクロアルガ腸内腸のDMSP合成が、高等植物のそれとはまったく異なるルートによって進行することを実証します。メチオニンから、段階は転移、還元、およびS-メチル化であり、新しいスルフォニウム化合物4-ジメチルスルフォニオ-2-ヒドロキシブチレート（DMSHB）を与えます。重要な中間DMSHBは、3つの多様な植物プランクトン種でも同定されており、同じ経路がDMSの重要な原因である他の藻類クラスで動作することを示しています。転移がこの経路を開始するという事実は、藻類DMSP（およびDMS）の生成が窒素欠乏によってどのように強化されるかを説明するのに役立つ可能性があります。

The 3-dimethylsulphoniopropionate (DMSP) produced by marine algae is the main biogenic precursor of atmospheric dimethylsulphide (DMS). This biogenic DMS, formed by bacterial and algal degradation of DMSP, contributes about 1.5 x 10(13) g of sulphur to the atmosphere annually, and plays a major part in the global sulphur cycle, in cloud formation and potentially in climate regulation. Although DMSP biosynthesis has been partially elucidated in a higher plant, nothing is known about how algae make DMSP except that the whole molecule is derived from methionine. Here we use in vivo isotope labelling to demonstrate that DMSP synthesis in the green macroalga Enteromorpha intestinalis proceeds by a route entirely distinct from that in higher plants. From methionine, the steps are transamination, reduction and S-methylation to give the novel sulphonium compound 4-dimethylsulphonio-2-hydroxybutyrate (DMSHB), which is oxidatively decarboxylated to DMSP. The key intermediate DMSHB was also identified in three diverse phytoplankton species, indicating that the same pathway operates in other algal classes that are important sources of DMS. The fact that a transamination initiates this pathway could help explain how algal DMSP (and thereby DMS) production is enhanced by nitrogen deficiency.