5.1.2
12/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2
Bicarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 2 Terpene Cyclases . . . 31
5.3
Other Bicarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 33
6 Tricarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1
Tricarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 1 Terpene Cyclases . . . 35
6.1.1
5/8/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1.2
5/12/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.1.3
11/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.1.4
11/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.2
Tricarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 2 Terpene Cyclases . . . 41
6.2.1
6/6/6-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.2.2
6/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.2.3
3/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.2.4
6/5/4-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.3
Tricarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by Both Type 1 and 2 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7 Tetracarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1
Tetracarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 1 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.1
7/6/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.2
5/8/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.3
5/8/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.1.4
5/5/6/5- and 5/6/6/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.2
Tetracarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 2 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.2.1
6/6/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.2.2
6/6/5/7-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
8 Pentacarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.1
Pentacarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 1 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.1.1
5/6/5/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.1.2
5/7/3/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8.1.3
5/3/7/6/5- and 5/4/7/6/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
8.1.4
5/5/5/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
9 Hexacarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 55
10 Sesterterpenoids Found by a Genome-Based Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
10.1
5/5/5/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
10.2
5/8/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
10.3
11/6/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
10.4
6/6/7/5- and 6/11/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
10.5
5/4/5- and 4/5/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
10.6
6/8/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.7
5/12/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10.8
Genes for the Formation of a Linear Sesterterpenoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
10.9
Genes Encoding a Membrane-Bound Sesterterpene Cyclase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
10.10 A Sesterterpenoid Produced by an Artificially Engineered Enzyme . . . . . . . . . . .. . . 64
10.11 Tailoring Enzymes for the Derivatization of Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
10.12 Genes for the Biosynthesis of Known Sesterterpenoids or Their Precursors . . . . . 68
10.12.1 Stellatic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.12.2 Ophiobolin F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.12.3 Mangicol A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.12.4 Retigeranic Acid B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 69
10.12.5 Astellatol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
10.12.6 Terpestacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
11 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
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T. Mitsuhashi and I. Abe
12/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2
Bicarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 2 Terpene Cyclases . . . 31
5.3
Other Bicarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 33
6 Tricarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1
Tricarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 1 Terpene Cyclases . . . 35
6.1.1
5/8/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1.2
5/12/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.1.3
11/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.1.4
11/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.2
Tricarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 2 Terpene Cyclases . . . 41
6.2.1
6/6/6-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.2.2
6/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.2.3
3/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.2.4
6/5/4-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.3
Tricarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by Both Type 1 and 2 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7 Tetracarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1
Tetracarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 1 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.1
7/6/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.2
5/8/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.3
5/8/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.1.4
5/5/6/5- and 5/6/6/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.2
Tetracarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 2 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.2.1
6/6/6/6-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.2.2
6/6/5/7-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
8 Pentacarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.1
Pentacarbocyclic Sesterterpenoids Constructed by the Type 1 Terpene
Cyclases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.1.1
5/6/5/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.1.2
5/7/3/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8.1.3
5/3/7/6/5- and 5/4/7/6/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
8.1.4
5/5/5/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
9 Hexacarbocyclic Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 55
10 Sesterterpenoids Found by a Genome-Based Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
10.1
5/5/5/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
10.2
5/8/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
10.3
11/6/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
10.4
6/6/7/5- and 6/11/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
10.5
5/4/5- and 4/5/5-Membered Ring Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
10.6
6/8/6/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.7
5/12/5-Membered Ring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10.8
Genes for the Formation of a Linear Sesterterpenoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
10.9
Genes Encoding a Membrane-Bound Sesterterpene Cyclase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
10.10 A Sesterterpenoid Produced by an Artificially Engineered Enzyme . . . . . . . . . . .. . . 64
10.11 Tailoring Enzymes for the Derivatization of Sesterterpenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
10.12 Genes for the Biosynthesis of Known Sesterterpenoids or Their Precursors . . . . . 68
10.12.1 Stellatic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.12.2 Ophiobolin F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.12.3 Mangicol A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.12.4 Retigeranic Acid B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 69
10.12.5 Astellatol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
10.12.6 Terpestacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
11 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
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T. Mitsuhashi and I. Abe