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                我院合成生物学创新团队在国际权威期刊ACS Synthetic Biology发表论文

                发布时间:2022-03-25 16:12:00    来源: 合成生物学创新团队     浏览量:

                三七是中国特有的名贵中药材,具有“参中之王”、“金不换”之美誉。《本⌒ 草纲目拾遗》记载:“人参补气第一,三七补▓血第一,味同而功亦等,故称人参三☆七,为中药之最珍贵者”。三七的活性成分是各种皂苷,由于种植周期长,皂苷含量低,导致▽纯化分离的皂苷单体价格高昂。不同皂苷具有ζ不同的结构与活性,许多具有重要活↘性的稀有皂苷含量低于万分之一甚至十万分之一,传统植物提取难〖以满足市场需求,采用合成生物学“颠覆性技〗术”对稀有天然产物生产方式◥进行重大变革是目前国内外研究热点。

                近日,广西科学院桂科学者谢能中带领的合成生物学创ω 新团队与广西大学生命科学与技术学院黄时海教授合作,开展三七皂苷生物合成机制研究并取得了突破,共同▆在国际合成生物学领域权威刊物ACS Synthetic Biology(中科院小△类-生化研究方法1区)发表了题为Characterization of a group of UDP-glycosyltransferases involved in the biosynthesis of triterpenoid saponins of Panax notoginseng的研究论文,广西科学院李检秀博士为并列第一作者兼共同通讯作者◣,广西大学硕士▂生李燕婷为并列第一作者,黄时海教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院科技服务网络计划项目和广西自然科学基金的资助【。

                该研究工作主要在广西科学院开展,先后对三七开展基因组学、转录组学和代谢组学前沿多组学关联分析,利用生物信息学预测¤和鉴定到6个关键的糖基转移酶(UGTPn17,UGTPn42,UGTPn35,UGTPn87,UGTPn19和UGTPn12)。对相关基因进行克隆表」达和体外催化,结果表明,上◥述糖基转移酶的催化位点涉及原人参二醇型皂苷(PPD型)的C3/20-OH和C3/20-O-Glc,原人参三醇型◤皂苷(PPT型)的C6/20-OH和C6/20-O-Glc,糖基供体包括UDP-葡萄糖和UDP-木糖,共负责下游21种皂苷的生物转化(图1)。其中,皂苷Rb3、Rc、R16、U、L、LXXV、XVII、FP1、Fe-Xyl和Fd-Xyl是首次利用三七来源的ぷ糖基转移酶进行催化合成,皂苷Fe-Xyl和Fd-Xyl是首次发现的新皂苷;此外,该研究成功解析了三七中17种皂苷的生物合成途径,其中皂苷L和R16的生物合成途径是█首次被解析。这项研究为其它植物的糖基转移酶基因挖▓掘提供参考,也为后续利用合成生物◣学高效定向生产各△种皂苷奠定基础,同时为三七育种提供分子依据↙。

                图1 通过多组学关联分析挖掘各种糖基转移酶解析皂苷生物合成机制

                (红色实心箭头代表本研究新阐明的糖基化反应;红色、绿色和蓝色圆球分别代表葡萄糖基、木糖基和阿拉伯糖基)

                 

                【撰稿:周兰】


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