遺傳發育所揭示植物萜類物質多樣性分子機制

　　萜類化合物是植物中廣泛存在的種類最多的一種次生代謝產物，目前在自然界中共發現了7萬余種萜類物質（包括多種植物激素），在植物生長發育、植物與生長環境相互作用、抗病蟲等過程中起著重要的作用。但目前人們對植物萜類物質多樣性分子機制的認識還十分有限。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所王國棟研究組在前期研究中發現參與植物萜類生物合成途徑中的關鍵酶GGPPS在植物進化的過程中其拷貝數不斷增加，擬南芥基因組中有12個拷貝。全面的生化分析表明這些GGPPS基因產生了新功能的分化：GGPPS11（產生C20產物）為植物體內多條萜類生物合成途徑提供前體，而且GGPPS11與沒有生化功能的GGPPS12互作并形成異源二聚體為植物單萜生物合成提供C10前體底物。同時研究人員發現GGPPS6,7,9,10特異地生成GFPP（C25），GFPPS功能在十字花科植物中是保守存在的，這是在植物中首次特異生成GFPP（C25）的酶學功能報道。他們同上海生命科學院的張鵬課題組合作，從蛋白結構的角度解析了GFPPS新功能出現的氨基酸位點和酶學反應機制。該研究為進一步研究植物中全新的萜類物質二半萜類化合物的生物合成途徑及其生物學功能奠定了基礎。

　　研究成果近期發表于Molecular Plant雜志（DOI：10.1016/j.molp.2015.10.010和8, 1434–1437）。王國棟研究組的博士生陳慶文為這兩篇文章的第一作者。該項目得到了科技部“973”項目和植物基因組學國家重點實驗室的資助。

植物GFPPS為自然界萜類多樣性提供新的前體底物GFPP（C25）