遺傳發育所植物NAD補救合成途徑解析和進化研究獲進展

NAD (尼克醯胺腺嘌呤二核苷酸) 作為電子傳遞載體（輔酶）參與眾多的氧化還原反應而為廣大研究人員所熟知。在植物NAD補救合成途徑中（Preiss-Handler途徑），特異性存在尼克酸（nicotinate，NA）和多種NA的衍生物（糖基化，甲基化等），但迄今為止，關於NA衍生物在植物代謝中的分子機制及其生理功能尚未有報道。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所王國棟研究組前期的研究表明NA的O-位糖基化修飾可能保護植物細胞免受種子萌發過程中NA過度積累所造成的毒害，而且NAOGT活性是在十字花科植物進化過程中才逐漸獲得，NAOGT活性的獲得為植物適應環境提供選擇優勢（Li et al.， Plant Cell， 2015）。最近，王國棟研究組發現在擬南芥是一類新型的N-甲基轉移酶（NANMT，At3g53140編碼）負責尼克酸N-甲基化化合物（又名葫蘆巴鹼）的生成，同時尼克酸N-甲基化修飾是植物解毒NA的另外一種形式。全面的進化和生化分析結果表明，這類新型的尼克酸N-甲基轉移酶的功能來自參與植物木質素生物合成途徑的COMT（咖啡酸O-甲基轉移酶）基因的複製和功能分化。植物原始的COMT還保留微弱的NANMT活性，表明在植物漫長的進化過程中，NANMT活性的獲得促成Preiss-Handler途徑在陸生植物基因組得以保留的一個重要原因。

該研究成果於5月22日在線發表於Plant Physiology（DOI：10.1104/pp.17.00259）。王國棟研究組的李偉、張鳳霞和吳然然為該文章的共同第一作者。該項目得到了國家自然科學基金委、科技部「973」項目和植物基因組學國家重點實驗室的資助。

來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所

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