【第110回薬剤師国家試験】問10 ビンクリスチンの生合成前駆体となるアミノ酸解説

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第110回問10

理論問題｜化学

ビンクリスチンの生合成前駆体となるアミノ酸

【設問】

ビンクリスチンの生合成前駆体となるアミノ酸はどれか。1つ選べ。

問10（化学）

オルニチン

—

チロシン

—

トリプトファン

—

フェニルアラニン

—

リシン

—

◯

正解です！

インドール骨格からトリプトファン由来であることを正しく見抜けました。

不正解です。正解は 3 です。

解説でインドールアルカロイドの生合成経路を確認しましょう。

解説を見る▼

【問10】ビンクリスチンの生合成前駆体

ビンクリスチンはモノテルペンインドールアルカロイド（MIA）に分類される。構造式にインドール環（ベンゼン環と5員環含窒素環の縮合）が2つ含まれており、このインドール骨格はトリプトファン（L-Trp）を前駆体として生合成される。

生合成経路の概略：

前駆体・中間体	役割・由来
トリプトファン（Trp）★	インドール骨格を供給。脱炭酸されてトリプタミンとなり、インドール部分を形成する。
セコロガニン（モノテルペン）	ゲラニオール由来のモノテルペン配糖体。テルペン骨格を供給し、トリプタミンと縮合してストリクトシジンを生成する。
ストリクトシジン	MIA 生合成の共通中間体。多様なインドールアルカロイドへと変換される。
カタランチン・ビンドリン	ストリクトシジンから分岐した2つの前駆体。ニチニチソウ（Catharanthus roseus）内で酸化的カップリングによってビンクリスチンとなる。

構造式を見ると左半部（カタランチン由来）と右半部（ビンドリン由来）のいずれにもインドール環が存在しており、両ユニットともトリプトファンに由来する。したがって正解は 3（トリプトファン） である。

国試頻出！ビンクリスチンとビンブラスチンの違い

2つの薬物は生合成経路が同一で構造も酷似しているが、右下の窒素（N）に結合している置換基が1箇所だけ異なる。

薬物	窒素上の置換基	主な副作用
ビンクリスチン ★本問	ホルミル基（−CHO）	末梢神経障害（しびれ）が強い
ビンブラスチン	メチル基（−CH₃）	骨髄抑制が強い

・選択肢1（オルニチン）：ピロリジン環・トロパンアルカロイド（アトロピン、コカインなど）の前駆体。インドール骨格とは無関係。
・選択肢2（チロシン）：イソキノリンアルカロイド（モルヒネ、コデイン、ベルベリン、コルヒチンなど）の前駆体。モルヒネの基本骨格である「モルフィナン骨格（ベンジルイソキノリン骨格）」が見えたらチロシン由来と判断する。フェノール性 OH を持つ点も特徴で、インドール骨格は形成しない。
・選択肢4（フェニルアラニン）：フェニルプロパノイド（リグニン、クマリン、フラボノイドなど）の前駆体。チロシンとも関連するが、インドールアルカロイドには関与しない。
・選択肢5（リシン）：キノリジジンアルカロイド（ルピナス属）やピペリジンアルカロイドの前駆体。インドール骨格とは無関係。

臨床メモ▼

薬剤師あおい

アルカロイドの構造問題が出たら、まず「窒素（N）を含む五員環や六員環が、ベンゼン環とどう縮合しているか」に注目しましょう。本問のように「ベンゼン環＋窒素を含む五員環」というインドール環が骨格のベースになっていれば、どれほど全体の分子が巨大で複雑に見えても、前駆体は一発でトリプトファンに確定します。構造のトゲトゲした枝葉（エステル基など）に惑わされず、幹となる中心の環構造を見抜くのがコツですよ！

アルカロイドの前駆体アミノ酸は頻出ですので、下の対応を覚えておきましょう。

前駆体アミノ酸	骨格・環の特徴	代表的なアルカロイド
トリプトファン	インドール環	ビンクリスチン、ビンブラスチン、エルゴタミン、ストリキニーネ
チロシン	イソキノリン環（フェノール性 OH）	モルヒネ、コデイン、ベルベリン、コルヒチン
オルニチン	ピロリジン・トロパン環	アトロピン、スコポラミン、コカイン、ニコチン
リシン	ピペリジン・キノリジジン環	コニイン、スパルテイン