フェニルプロパノイド

フェニルプロパノイドは、植物がシキミ酸経路でアミノ酸の フェニルアラニンとチロシンから生合成する多様な有機化合物のファミリーです。^{[1]その名前は、}フェニルプロパノイド生合成の中心的な中間体であるクマリン酸の6炭素芳香族フェニル基と3炭素プロペン末端に由来しています。4-クマロイルCoAからは、リグノール（リグニンとリグノセルロースの前駆体）、フラボノイド、イソフラボノイド、クマリン、オーロン、スチルベン、カテキン、フェニルプロパノイドなど、無数の天然物質の生合成が発生します。[ 2 ^{]クマロイル成分は}桂皮酸から生成されます。

フェニルプロパノイドは植物界全体に存在し、多くの構造ポリマーの必須成分として機能し、紫外線からの保護、草食動物や病原体からの防御、さらに花の色素や香りの化合物として植物と花粉媒介者の相互作用を仲介します。

フェニルアラニンは、まず酵素フェニルアラニンアンモニアリアーゼ （PAL）の作用によって桂皮酸に変換される。一部の植物、主に単子葉植物は、二機能性酵素フェニルアラニン/チロシンアンモニアリアーゼ（PTAL）の作用により、チロシンを使用してp-クマリン酸を合成する。一連の酵素による水酸化とメチル化により、クマリン酸、カフェー酸、フェルラ酸、5-ヒドロキシフェルラ酸、シナピン酸が生じる。これらの酸を対応するエステルに変換すると、ハーブや花の香りの揮発性成分の一部が生成され、花粉媒介者を引き付けるなど多くの機能を果たす。 エチルケイ皮酸は一般的な例である。

桂皮酸のカルボン酸官能基を還元すると、桂皮アルデヒドなどの対応するアルデヒドが得られます。さらに還元すると、メトキシル化の程度のみが異なるクマリルアルコール、コニフェリルアルコール、シナピルアルコールなどのモノリグノールが得られます。モノリグノールはモノマーであり、重合してさまざまな形のリグニンとスベリンを生成します。これらは植物細胞壁の構造成分として使用されます。

フェニルプロペンは、アリルベンゼン（3-フェニルプロペン）を親化合物とするフェニルプロパノイドであり、モノリグノールから誘導されます。例としては、オイゲノール、カビコール、サフロール、エストラゴールなどがあります。これらの化合物は、さまざまな精油の主成分です。

トランスシナメート4-モノオキシゲナーゼによる4位の桂皮酸の水酸化によりp-クマリン酸が得られ、これがさらに変性してウンベリフェロンなどの水酸化誘導体となる。コエンザイムAとのチオエステル、すなわち4-クマロイル-CoAを介したp-クマリン酸のもう一つの用途は、カルコンの生成である。これは、3つのマロニル-CoA分子の付加と、それらが環化して2番目のフェニル基になることで達成される。カルコンは、多様な植物化学物質であるすべてのフラボノイドの前駆体である。

レスベラトロールなどのスチルベノイドは、スチルベンのヒドロキシル化誘導体であり、シナモイル-CoAまたは4-クマロイル-CoAの代替環化によって形成されます。

フェニルプロパノイドと他のフェノール類はスポロポレニンの化学組成の一部である。これはクチンとスベリンと関連している。^[2]花粉に含まれるこの不明瞭な物質は、異常に分解しにくい。分析により、主にヒドロキシル化脂肪酸、フェニルプロパノイド、フェノール類、微量のカロテノイドを含むバイオポリマーの混合物であることが明らかになった。トレーサー実験では、フェニルアラニンが主要な前駆体であるが、他の炭素源も寄与していることが示された。スポロポレニンは、化学的に架橋されて堅固な構造を形成するいくつかの前駆体から派生している可能性が高い。

• アピオレ
• アサローネ
• チャビコル
• ディラピオレ
• エレミシン
• エストラゴール
• オイゲノール
• メチルオイゲノール
• ミリスチシン

• エレウテロシド

• K Hahlbrock、D Scheel (1989)。「フェニルプロパノイド代謝の生理学と分子生物学」。植物生理学と植物分子生物学の年次レビュー。40 :347–69。doi :10.1146/annurev.pp.40.060189.002023。