ステビオール配糖体
ステビオール配糖体は、ステビオール分子のカルボキシル基の水素原子がグルコース分子に置換されエステル、およびヒドロキシ基の水素原子がグルコースやラムノースと置換されアセタールを形成した配糖体である。
S. rebaudianaの葉に含まれるステビオール配糖体の構成物質と乾燥重量比率を以下に示す。
ステビオシド(5–10%)
ズルコシド A (0.5–1%)
レバウジオシドA (2–4%)
レバウジオシドB
レバウジオシドC (1–2%)
レバウジオシドD
レバウジオシドE
レバウジオシドF
ルブソシド
ステビオールビオシド
下から3種の化合物は微量しか存在せず、レバウジオシドBは分離時の副産物であるとの主張がある。一例として、植物由来の抽出物を用いた市販のステビオール配糖体混合物は、ステビオシドがおよそ80%、レバウジオシドAが8%、レバウジオシドCが0.6%含まれていたことが報告されている。
中国原産の植物Rubus chingiiには、ステビアにはみられないとされるステビオール配糖体、ルブソシドが含まれる。
Stevia rebaudianaにおいては、ステビオール配糖体の生合成は緑色組織でのみ行われる。ステビオールがまず色素体にて産生され、小胞体でグルコシル化され、細胞質でUDP-グルコシルトランスフェラーゼ(英語版)の触媒作用によりグリコシル化される。レバウジオシドAはステビオシドから合成される。
ステビオール配糖体に分類される分子はいくつかあるが、どれも合成経路は同様である。ステビオール配糖体の合成は、上図に示すDXP経路およびMEP経路によるイソプレン骨格の合成から始まる。この経路の出発物質は、一次代謝に由来するピルビン酸およびグリセルアルデヒド-3-リン酸である。
上記経路によりIPPおよびDMAPPが合成された後、上図の経路によりジテルペンの一種ゲラニルゲラニル二リン酸 (GGPP) がSN1反応機構による頭尾付加によって合成される。まず、IPPおよびDMAPPからゲラニルピロリン酸 (GPP) が合成され分子骨格が伸長する。 GPPがさらに同様の反応機構による伸長を受けてファルネシルピロリン酸 (FPP) となり、FPP がさらに伸長してGGPPとなる。
上図のように、GGPPはコパリル二リン酸シンターゼ(CDPS)およびカウレンシンターゼ(KS)によって環化され、(-)-カウレンとなる。次に、多段階の酸化によりステビオールが合成される。
上図に示す例のように、ステビオールは位置選択的な糖置換を受け、ステビオール配糖体となる。グリコシル化の完了したステビオール配糖体は液胞に保存される。