在Solanum类生物合成中的类固醇脚手架装饰

科学领域:

• 植物生物化学和合成生物学.
• 代谢学和分子生物学.

背景情况:

• 类固醇糖类化合物 (SGAs) 是植物特种代谢物,具有多种生物活性,包括抗癌和抗炎性质.
• 在Solanum物种中发现的α-solasonine和α-solamargine等关键SGA具有显著的治疗潜力,但它们的生物合成途径在很大程度上仍未被阐明.
• 了解SGA生物合成对于利用它们的药用价值和改善作物特征至关重要.

研究的目的:

• 确定参与Solanum物种中solasodine,α-solasonine,α-solamargine和malonyl-solamargine生物合成的酶.
• 建立一个基因工具箱,用于设计在异质宿主中生产有价值的类固醇化合物.

主要方法:

• 对比的代谢和转录组分析指导了生物合成基因的发现.
• 在尼科蒂亚娜本塔米亚纳的组合基因表达被用来验证酶的功能.
• 重组酶的功能测定证实了它们在SGA途径中的作用.

主要成果:

• 鉴定了来自Solanum nigrum的12种酶,它们催化了胆固醇转化为索拉索丁,随后转化为α-索拉索宁,α-索拉马丁和马洛尼尔-索拉马丁.
• 从种植的茄子中特征了六种酶,它们负责索拉索丁的糖化和化,以产生这些SGA.
• 该研究提供了SGA生物合成的综合基因组.

结论:

• 鉴定到的基因工具箱使得在合成生物学平台上,可以对类固醇生物活性分子的生产进行工程.
• 这项研究为制药和农业应用的高价值SGA的可扩展生产铺平了道路.
• 阐明这些途径有助于我们更好地理解Solanum植物的特殊代谢.