Nat Commun | 赵玉成/薛佳宇/乔飞合作揭示了伞形科植物复杂香豆素生物合成途径及结构多样性的机制

主要观点总结

研究论文涉及复合香豆素（CCs）在伞形科植物中的生物合成途径。论文详细阐述了CCs作为药用价值代谢产物的功能，并通过系统发育分析揭示了其生物合成的详细轨迹。重点介绍了香豆素代谢途径中关键酶的研究结果，包括其起源、复制方式和功能验证。文章还探讨了次生代谢物在植物应对压力中的作用，以及香豆素结构多样性与其医学活性的关系。最后提及该研究的资助情况和参与人员。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及重要性

复合香豆素（CCs）是伞形科植物的重要药用代谢产物。该研究为理解其生物合成途径的建立和进化提供了详细的轨迹，有助于解释为什么只有部分伞形科植物能够产生CCs，并揭示了不同伞形科植物之间CCs结构多样性的机制。

关键观点2: 主要研究成果

研究利用34种伞形科植物的基因组和转录组进行系统发育分析，重建了伞形科植物CCs生物合成途径的详细进化过程。揭示了关键酶如C2′H、C-PT和环化酶的起源和复制方式，并证实了它们的功能。

关键观点3: 香豆素的生物合成及结构多样性

香豆素是植物代谢产物的主要种类之一，具有多种医学生物活性。研究详细阐述了香豆素的生物合成过程，并探讨了其结构多样性与其医学活性的关系。

关键观点4: 研究方法和验证

该研究采用克隆候选基因进行异种表达，并通过体外酶分析验证了关于关键酶起源的假设。此外，还确定了关键氨基酸变异在酶活性改变中的关键作用。

关键观点5: 资助和参与情况

该研究得到了中央本级重大增减支项目等项目的资助，并得到了多位研究者包括中国药科大学赵玉成教授、南京农业大学薛佳宇副教授等人的共同合作。

文章预览

复合香豆素(CCs)是在伞形科植物中发现的特征性代谢产物，具有重要的药用价值。它们的基本功能可能是作为对抗病原体的保护剂和对环境刺激作出反应的调节剂。 2024年8月10日，中国药科大学 赵玉成 ，南京农业大学薛佳宇，中国热带农业科学院乔飞 共同通讯 在 Nature Communications  在线发表题为 “ The gradual establishment of complex coumarin biosynthetic pathway in Apiaceae ” 的研究论文， 该研究 为伞形科植物CCs生物合成途径的建立和进化提供了详细的轨迹，解释了只有一部分而不是全部的伞形科植物可以产生CCs，并揭示了不同伞形科植物之间CCs结构多样性的机制。 研究利用 34种 伞形科 植物的基因组和转录组 ，进行了全面的系统发育分析，重建了 伞形科 植物 CCs 生物合成途径的详细进化过程。结果表明，对香豆素辅酶a2′-羟化酶(C2′H)、C-戊烯基转移酶(C-PT)和 ………………………………