合成におけるスクアレンの役割

スクアレン は有機化合物です。分子式 C30H50 のトリテルペノイドです。無色のオイルですが、不純なサンプルは黄色です。元々はサメの肝油から抽出されました (ツノザメはサメの属であるため、この名前が付けられました)。人体のスクアレンの推定 12 パーセントは皮脂に含まれています。スクアレンには局所的な皮膚の潤滑効果と保護効果があります。ほとんどの植物、菌類、動物は、ヒトのコレステロールやステロイドホルモンなどのステロール生合成の生化学的前駆体としてスクアレンを生成します。スクアレンは、多くの細菌におけるテルペノイド生合成の中間体でもあります。スクアレンは一部のワクチンアジュバントの重要な成分です。Novartis と GlaxoSmithKline のアジュバントはそれぞれ MF59 と AS03 と呼ばれています。

トリテルペノイド合成における役割 

スクアレンはステロイドとホパンの生化学的前駆体です。ステロールの場合、スクアレンの変換は末端二重結合の 1 つ (スクアレン モノオキシゲナーゼによる) の酸化から始まり、2,3-オキシスクアレンが生成されます。これに続いて酵素による環化が行われ、ラノステロールが生成されます。ラノステロールは、3 つの二重結合の除去を含む複数のステップを経て、コレステロールやエルゴステロールの二重結合などの他のステロイドに加工できます。メチル基、NADPH による 1 つの二重結合の還元、およびもう 1 つの二重結合の移動。多くの植物ではスチグマステロールに変換され、多くの菌類ではエルゴステロールの前駆体となります。生合成経路は多くの細菌とほとんどの真核生物に存在しますが、古細菌には見つかっていません。

生産

生合成:

スクアレンは、ファルネシル ピロリン酸 2 分子を結合させることによって生合成されます。縮合には NADPH とスクアレン合成酵素が必要です。

スクアレンモノオキシゲナーゼ:

スクアレン モノオキシゲナーゼ (スクアレン エポキシダーゼとしても知られる) は、NADPH と二原子酸素を使用してスクアレンを 2,3-オキシスクアレン (スクアレン エポキシ) に酸化する真核生物の酵素です。スクアレン エポキシダーゼはステロール生合成の最初の酸化ステップを触媒し、この経路の律速酵素の 1 つと考えられています。人間の場合、スクアレンはエポキシダーゼは SQLE 遺伝子によってコードされます。一部の真核生物のゲノムにはスクアレン モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子が欠如しており、代わりに同じタスクを実行するための代替スクアレン エポキシダーゼをコードしています。

機構：

典型的なスクアレンモノオキシゲナーゼは、フラビンタンパク質モノオキシゲナーゼです。フラボタンパク質モノオキシゲナーゼは、酵素活性部位でフラビンヒドロペルオキシドを形成し、その後ヒドロペルオキシドの末端酸素原子を基質に移動します。スクアレンモノオキシゲナーゼは、酸素がヒドロキシル基ではなくエポキシドとして基質に挿入される点で他のフラビンモノオキシゲナーゼとは異なります。この酵素は緩く結合した FAD フラビンを含み、NADPH に直接結合する代わりに NADPH-シトクロム P450 レダクターゼから電子を受け取ります。代替スクアレン エポキシダーゼは脂肪酸ヒドロキシラーゼのスーパーファミリーに属し、シトクロム b5 から電子を受け取ります。