テルペノイドとテルペン

テルペノイドは、植物由来の天然物の中で最も大きく、構造的に多様なクラスであり、5炭素イソプレン単位の繰り返しから構築されています。これには、精油の揮発性モノテルペン、セスキテルペン、抗マラリア薬であるセスキテルペンラクトンのアルテミシニン、抗がん剤パクリタキセルの骨格となるジテルペン、トリテルペンやステロール、そしてカロテノイド色素などが含まれます。

Definition

テルペノイド（テルペンとその酸素化された誘導体および修飾された誘導体）は、5炭素イソプレン単位から組み立てられるイソプレノイド化合物であり、その単位数によって分類されます。モノテルペン（C10）からセスキテルペン、ジテルペン、トリテルペンを経て、高分子イソプレノイドに至るまで多岐にわたります。

Scope

このトピックでは、イソプレンの「構成単位」の法則、テルペノイド前駆体を供給するメバロン酸経路とメチルエリトリトールリン酸経路、イソプレン単位数による分類、およびこのクラスの生薬学的重要性について扱います。これは参照化学であり、いかなるテルペノイド薬の治療ガイダンスも提供するものではありません。

Core questions

• イソプレン則とは何ですか、そしてそれはテルペノイドのクラスをどのように整理しますか？
• メバロン酸経路とMEP経路はどのようにテルペノイド前駆体を供給しますか？
• テルペノイドはどのように分類され、どのサブクラスが生薬学的に重要ですか？

Key concepts

• イソプレン則とC5構成単位
• メバロン酸（MVA）経路とメチルエリトリトールリン酸（MEP）経路
• IPPとDMAPP前駆体
• モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペン、トリテルペン
• ステロールとサポニン
• カロテノイド
• 精油

Mechanisms

すべてのテルペノイドは、普遍的な5炭素前駆体であるイソペンテニル二リン酸（IPP）とジメチルアリル二リン酸（DMAPP）に由来します。これらは細胞質ゾルのメバロン酸経路と色素体内のメチルエリトリトールリン酸経路によって供給されます。プレニルトランスフェラーゼはこれらの単位をゲルアニル、ファルネシル、ゲラニルゲラニル二リン酸に縮合させ、テルペンシンターゼがこれらを環化してモノテルペン、セスキテルペン、ジテルペン、トリテルペンの炭素骨格を形成します。その後の酸化、グリコシル化、および再配列によって、ステロール、サポニン、カロテノイドを含むこのクラスの膨大な多様性が生み出されます。

Clinical relevance

テルペノイドには、重要な医薬品の骨格が含まれています。抗マラリア薬のアルテミシニン、抗がん剤のタキサン、トリテルペノイドのリード化合物などがその例です。また、伝統医療や補完医療で広く用いられる精油成分も含まれており、このクラスは生薬学の中心的な存在となっています。この項目は記述的な参照化学であり、投薬量や個別の治療決定の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

関連するエビデンスは、クラス全体に対する臨床試験のエビデンスというよりも、化学的および生合成的なものです。具体的には、経路の解明、構造研究、およびトリテルペノイドやカロテノイドの調査など、テルペノイド薬理学に関するレビューが挙げられます。個々のテルペノイド医薬品は、それぞれの臨床および規制に関するモノグラフによって管理されます。

History

多くの香りのある植物油が共通の5炭素繰り返し単位を持つという認識が、イソプレン則の誕生につながり、それまで混乱していた多様な構造を整理しました。20世紀の研究により、メバロン酸経路が確立され、後に独立したメチルエリトリトールリン酸経路が発見され、植物が普遍的なテルペノイド前駆体をどのように供給しているかが明らかになりました。

Seminal works

• dzubak-2006
• dewick-2009

Frequently asked questions

テルペンとテルペノイドの違いは何ですか？

テルペンはイソプレン単位から構築された純粋な炭化水素であり、テルペノイドはそれらの酸素化された、またはその他の化学的に修飾された誘導体です。一般的な用法では、テルペノイドという用語がクラス全体を指します。

テルペノイドはどのように分類されますか？

イソプレン（C5）単位の数によって分類されます。モノテルペン（C10）、セスキテルペン（C15）、ジテルペン（C20）、トリテルペン（C30）、カロテノイドなどのテトラテルペン（C40）、およびより大きなポリテルペンがあります。