細菌や真菌から、プレニルトランスフェラーゼとテルペン環化酵素活性を併せ持つ二機能性テルペンシンターゼが千種以上同定されている。しかし、テルペン環化活性と下流の処理活性を組み合わせる酵素は、わずかな数しか同定されていない。海洋細菌Aquimarina spongiae由来のdrimenolシンターゼ（AsDMS）は、クラスIIテルペン環化酵素としてフルベンジル二リン酸（farnesyl diphosphate）をドリメニル二リン酸（drimenyl diphosphate）へ変換し、さらにハロ酸脱ハロゲン化酵素様のフォスファターゼとしてドリメニル二リン酸を加水分解し、セスキテルペンアルコールdrimenolを生成する。AsDMSの最初の結晶構造として報告されたものは、ドメイン集合の構造と、二量体の四次構造を明らかにし、環化および加水分解機構のための構造化学的基盤を確立した［K. R. Osika, M. N. Gaynes, D. W. Christianson（2025）Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122, e2506584122］。ここでは、触媒活性を持たない二重変異体、D33A-D323A AsDMSについて、フルベンジル二リン酸（farnesyl diphosphate）、ゲラニル二リン酸（geranyl diphosphate）、およびジメチルアリル二リン酸（dimethylallyl diphosphate）を複合化した結晶構造を報告する。これらの基質は、環化酵素ドメインとフォスファターゼドメインの両方の活性部位において結合する。二つの活性部位における結合相互作用は、二リン酸基の分子認識が支配的である。環化酵素活性部位では、野生型酵素で環化カスケードを開始する触媒的総合酸（general acid）の近傍に、その末端イソプレノイドC=C結合が結合可能となる十分な長さを持つのはフルベンジル二リン酸のみである。フォスファターゼ活性部位では、すべてのイソプレノイド二リン酸基が同様に結合するが、イソプレノイド鎖のコンフォメーションは異なる。これらの構造は、両活性部位における基質認識と触媒作用を理解するための基盤を与える。最後に、野生型AsDMSにおいて基質チャネリングが作動していることを示す速度論的証拠を提示する。
https://doi.org/10.64898/2026.08.29.748031