トチノキの種子サポニン「エスシンIa」の生合成を完全解明　未知の酵素10種を発見

中国中医科学院中薬研究所（Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences）の研究チームが、トチノキ属（Aesculus）の植物の種子にのみ含まれるトリテルペノイドサポニン（triterpenoid saponin）、エスシンIa（escin Ia）の生合成経路の全体を解明した。Nature Communicationsに掲載された論文で、中国産のトチノキ（Aesculus chinensis）から機能が知られていなかった酵素10種を見つけ、全段階をつないだ。

骨格の水酸化、糖の付加、アシル化の3段階で完成

まず、シトクロムP450（cytochrome P450）ファミリーの酵素AcCYP716BX1/2とAcCYP714E67が、β-アミリン（β-amyrin）骨格の特定の位置に水酸基を付加して、プロトエスシゲニンを生成する。続いて、糖転移酵素（glycosyltransferase）のAcUGT94AK1/3/6とAcUGT87AZ3が糖を順番に連結してエスクルシドBを形成し、最後にAcCCL3がチグロイルCoAを供給し、AcBAHD13/17がこれを付加することで、デスアセチルエスシンIaへとつながる。研究チームは、これらの遺伝子をタバコ近縁の植物であるニコチアナ・ベンサミアナ（Nicotiana benthamiana）で同時に発現させ、エスシンIaの異種生産に成功した。

エスシンは、脳浮腫・静脈不全などに用いられる医薬品の原料で、これまではトチノキの種子からの抽出に依存してきた。経路が丸ごと解明されたことで、植物や微生物の宿主を利用した生産の基盤が整ったというのが、研究チームの説明である。

ただし、今回の研究は経路の解明と異種発現の実証に焦点を当てたものであり、工業的な収量や、抽出原料と比べた経済性は扱っていない。生合成酵素の発見が、そのまま薬効の評価を意味するわけでもない。