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研究发明特化的解毒酶催化天然产品芳喷鼻化

2020-01-14 分子植物迷信卓越创新中间/植物心思生态研究所
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  2020年1月13日,Nature Chemical Biology 杂志在线发表了中国迷信院分子植物迷信卓越创新中间陈晓亚研究组题为Aromatization of natural products by a specialized detoxification enzyme 的研究论文。该研究发明糖代谢解毒酶乙二醛酶I可以或许催化植物天然产品的芳喷鼻化。

  植物和微生物中很屡次生代谢产品(天然产品)含有苯环构造,非芳喷鼻氨基酸来源的苯环构成须要特别的芳喷鼻化反响。棉花分解并积聚棉酚等具有细胞毒性的倍半萜成分,赞助抵抗病虫害。棉籽是植物油和饲料蛋白的重要来源,但高含量的棉酚限制棉籽的安然应用。棉酚含有萘环,即融合苯环,其根本骨架是(+)-δ-杜松烯。研究组前后克隆并剖断了数个细胞色素P450单加氧酶,和双加氧酶2-ODD1 和醇脱氢酶DH1,为周全解析棉酚生物分解门路奠定了基本,但棉酚骨架的芳喷鼻化一向是未解之谜。

  甲基乙二醛是糖代谢的副产品,在生物中广泛存在且具有较强的细胞毒性。乙二醛酶I(GLXI)在谷胱甘肽(GSH)的帮助下,催化甲基乙二醛和GSH的加合物半硫缩醛异构,生成S-D-乳酰谷胱甘肽,进而被转化脱毒。研究组发明不合物种的乙二醛酶I除转化甲基乙二醛,还能辨认具有邻羟基酮特点构造的环状化合物,招致底物喷鼻化。在棉花中,SPG是一种特化的乙二醛酶I,损掉了N真个细胞器定位旌旗灯号肽和GSH结合位点,固然不再有转化甲基乙二醛的活性,却可以高效催化棉酚生物分解中心体的芳喷鼻化,且不须要辅因子参与。

  SPG是一类新的芳喷鼻化酶,从解毒酶变身为分解酶,代表了植物次生代谢门路退化的一个新特点。更加重要的是,GSH结合位点的损掉拓宽了SPG的底物谱,可以在没有帮助因子存在的简略单纯条件降低解呕吐毒素。真菌产生的呕吐毒素严重污染小麦、玉米等谷物,新发明的SPG在食品安然、情况修复和分解生物学方面均具有重要的应用前景。

  陈晓亚为该论文的通信作者,博士后黄金泉与中科院昆明植物研究所副研究员方欣为该论文合营第一作者,陈晓亚组博士后田秀、研究生林嘉玲、郭晓祥、副研究员王凌健等为本任务的完成做出了供献。论文部分任务与英国Cathie Martin传授和上海辰山植物园副研究员赵清协作展开。该研究取得国度天然迷信基金、中科院、科技部和农业部项目标赞助。

  论文链接

乙二醛酶I与特化的SPG催化天然产品芳喷鼻化和解毒

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