科學家解析全部黃芩素合成途徑

科學家解析全部黃芩素合成途徑

由上海辰山植物園（中國科學院上海辰山植物科學研究中心）藥用植物與健康組研究員Cathie Martin及博士趙清等組成的科學家團隊在解析中國傳統藥用植物黃芩中天然產物合成途徑方面取得突破，已完全解析了整個黃芩素的生物合成途徑。8月22日，相關研究論文在Molecular Plant上在線發表。

黃芩為唇形科黃芩屬多年生草本植物，是一種重要的藥用植物資源。黃芩素，漢黃芩素等黃酮物質是黃芩中主要的生物活性化合物。這類黃酮物質不僅可以在不影響正常細胞的情況下誘導癌細胞凋亡，同時還具有抗氧化，抗病毒和保肝的作用，因此可以作為抗癌的候選分子。該類化合物在結構上的特異性主要在於它們在黃酮B環上不含有4』位羥基。而A環上具有大多數黃酮不具有的6-羥基（黃芩素）或8位甲氧基（漢黃芩素）。因其只在黃芩根部合成，我們將其稱為根特異性黃酮。研究團隊的工作重點為解析根特異性黃酮：黃芩素，漢黃芩素的合成途徑。

在已經解析了地上部分和根特異性的黃酮合成途徑基礎上，該團隊分離和驗證兩種CYP450酶（SbCYP82D1.1和SbCYP82D2），生化實驗表明，它們分別為黃芩中的黃酮6-羥化酶（F6H）和黃酮8-羥化酶（F8H）。SbCYP82D1.1對黃酮類如白楊素和芹菜素具有廣泛的底物接受性，負責黃芩素和野黃芩素的合成。當用RNAi技術在黃芩毛狀根中降低SbCYP82D1.1的表達時，黃芩苷和黃芩素水平顯著降低，而白楊素苷則在毛狀根中積累。CYP82D2是一種具有底物特異性較高的F8H，只接受白楊素為底物，產生去甲基漢黃芩素。系統發育分析表明，CYP82D2可能通過基因複製從SbCYP82D1.1進化而來，因而保留了部分祖先酶F6H的活性。

該研究得到上海市園林綠化局辰山專項與國家自然科學基金委的支持。

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