香茶菜对映-贝壳杉烷型二萜（Isodon ent-kaurane diterpenoids）的生物合成研究----中国科学院昆明植物研究所

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曾英研究组

研究成果

香茶菜对映-贝壳杉烷型二萜（Isodon ent-kaurane diterpenoids）的生物合成研究

文章来源: | 发布时间：2016-05-06 | 作者: | 浏览次数： | 【打印】【关闭】

对映-贝壳杉烷型二萜（ent-kaurane diterpenoids）是唇形科药用植物香茶菜 (Isodon L.) 抗菌抗肿瘤的核心组分，其生物合成从焦磷酸香叶基香叶酯 (geranylgeranyl diphosphate, GGPP) 起始的前两步环合反应在酶催化机理上与赤霉素的相同，即GGPP依次在二萜合酶ent-CPS (ent-copalyl pyrophosphate synthase) 酶和ent-KS (ent-kaurene synthase) 酶的催化下连续发生两步环合形成对映-贝壳杉烯，之后经过立体选择性各不相同的氧化反应分别生成化学结构多样性极为丰富的赤霉素和香茶菜对映-贝壳杉烷类二萜化合物。就环化反应而言，究竟二萜合酶既参与赤霉素（gibberellin）也参与香茶菜对映-贝壳杉烷型二萜（Isodon ent-kaurane diterpenoids）的生物合成，还是由不同的二萜合酶分别负责？我们从香茶菜叶片克隆了三个CPS酶同源基因，通过大肠杆菌异源表达和GC-MS鉴定催化活性，发现IeCPS重组蛋白能够催化GGDP生成CDP。进一步通过与拟南芥对映-贝壳杉烯二萜合酶AtKS配对进行偶联反应, 证实香茶菜二萜合酶IeCPS的立体特异性为对映型(ent-CPS)。结合组织特异的基因表达分析和二萜化合物LC-MS分析，推测IeCPS1和IeCPS2很可能参与香茶菜贝壳杉烷型二萜的生物合成，而IeCPS1还可能与赤霉素的生物合成有关。