ポリケチド

ポリケチド (polyketide) とは、アセチルCoAを出発物質とし、マロニルCoAを伸張物質としてポリケトン鎖を合成した後、様々な修飾を受けて生合成された化合物の総称である。めったに使われないシノニムとしてアセトゲニン（acetogenin）およびケチド（ketide）がある。
「脂肪酸の生合成」と「ポリケチドの生合成」の過程は非常に良く似ているが、前者はカルボニル基 (−CO−) の還元を受けて炭化水素鎖を形成するのに対し、後者はカルボニル基の還元を受けずにポリケトン鎖を形成する点で差異がある。両者の生合成の過程を合わせて酢酸・マロン酸経路と総称する。
生合成.
ポリケチド合成酵素 (PKS).
ポリケチド合成酵素とは、ポリケチドを合成する多ドメイン酵素または酵素複合体である。真正細菌や真菌、植物、少数の動物が持つ。ポリケチドの生合成経路は脂肪酸のそれと多くの点で類似する。PKSはI型、II型、III型の3種類が存在し、後に詳しく述べるがI型PKSは複数のドメインが一つのポリペプチド上に連なった長大な蛋白質、II型PKSは異なる機能を持った蛋白質の複合体、III型ポリケタイド合成酵素はケトシンテースドメインのみからなる小型の蛋白質である。いずれの酵素もスターター基質と呼ばれるCoAエステル(もしくはACP体)に伸長鎖基質(マロニルCoAなど)を複数回縮合する反応を触媒する。スターター基質としてはアセチル-CoA、脂肪酸CoAエステル、ベンゾイルCoA、クマロイルCoAなどが通常用いられる。
特定のポリケチド合成酵素の遺伝子は通常、細菌では一つのオペロン、真核生物では遺伝子集団に存在する。
分類.
ポリケチド合成酵素は3つの群に分類される。
I型ポリケチド合成酵素はさらに下記のように細分化される。
さらに、反復型ポリケチド合成酵素は下記のように細分化される。
モジュールとドメイン.
I型ポリケチド合成酵素の各モジュールはいくつかのドメインによって構成されており、お互いにスペーサー領域によって分離している。ポリケチド合成酵素のモジュールとドメインの構成は下記の通りである（上から下へN末端からC末端へと進む）。
必須ドメイン:
主要な修飾ドメイン:
その他のドメイン:
酵素反応の段階.
ポリケチドの合成は、生成物の伸長を伴う重合反応である。
開始段階: 
伸長段階: 
終止段階
薬理学.
ポリケチド合成酵素は、化学療法に用いられる天然低分子を合成することができる 。例えば、テトラサイクリンやマクロライドといった多くの一般的な抗生物質である。重要なポリケチドは他にシロリムス（免疫抑制剤）、エリスロマイシン(抗生物質)、ロバスタチン(抗コレステロール薬)、エポチロンB（抗がん剤）がある。
重要性.
ポリケチド合成酵素の産物には抗生物質や抗真菌物質、抗腫瘍物質、捕食者に対する防御物質などが含まれる。細菌や真菌、植物では未発見のポリケチド合成経路が多いとみられている 。未知のポリケチドの多くは細菌に存在することが示唆されている。
I型PKS.
I型ポリケタイド合成酵素はさらにモジュール型 (module) と反復型 (iterative) の2種類に分けることが出来る。モジュール型I型PKSは複数のドメインが集まって出来たモジュールが複数連なった長大な蛋白質である。通常1つのモジュールが一回のポリケトメチレン鎖伸長反応を触媒する。最も代表的なI型PKSであるエリスロマイシン合成酵素は6つのモジュールから構成される。モジュール型I型PKSはマクロライドやポリエンなどを含む化合物を生合成することが多い。
この中でポリケトメチレン鎖縮合反応に必須なドメインはKS、AT、ACPドメインである。その他のドメインは任意でありその有無がそれぞれの伸長反応に差を与える。例えば、あるモジュールが KS-AT-KR-ACPで構成されていれば R-CO-S-ACP→R-(CH-OH)-CH2-CO-S-ACP のような反応を触媒するし、KS-AT-ACPで構成されていれば R-CO-S-ACP→R-CO-CH2-CO-S-ACP のような反応を触媒する。
また、反復型I型PKSは一つのモジュールで複数回伸長反応を触媒する酵素でありその多くは芳香族ポリケチドを生合成する。
II型PKS.
II型PKSはI型PKSでは一つのポリペプチドに乗っていたドメインが個々のペプチドに分かれたものであると言える。その個々のペプチドのことをサブユニットと呼ぶ。多くは芳香族ポリケチドを生合成する。
このなかでポリケトメチレン鎖の縮合に必要なのはKS、AT、CLF、ACPであり後は任意であるが欠落すると本来の生成物を作らない場合が多い。
III型PKS.
III型PKSはカルコン合成酵素 (CHS) に代表されるPKSでKSのみから構成される。他の2つのタイプが数多くのドメインやサブユニットを必要とするのに対しIII型PKSはKSのみで縮合などの反応を触媒する。フラボノイドやスチルベンのように俗にポリフェノールと言われる化合物の多くはIII型PKSにより生合成されることが明らかとなっている。最も代表的なIII型PKSであるカルコン合成酵素は、クマロイルCoAに3分子のマロニル-CoAを脱炭酸を伴いながら縮合した後に環化、芳香化を触媒し、フラボノイドの前駆体であるカルコンを合成する。