遺傳發育所在啤酒花苦味酸代謝途徑解析研究中取得進展

　　啤酒花（Humulus lupulus L.大麻科葎草屬）是啤酒釀造工業必不可少的要素，具有重要的經濟價值。苦味酸和黃腐醇作為其風味物質基礎在啤酒花腺體腺毛特異合成積累，有很高的藥用價值和保健功能，但關于其生物合成途徑的認識還知之甚少。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所王國棟研究組綜合代謝組學、轉錄組學和生化等技術手段對啤酒花苦味酸生物合成途徑進行了系統研究。在前期功能鑒定短側鏈脂肪酸CoA連接酶的基礎上(Molecular Plant, 2013；doi:10.1093/mp/sst004)，首先優化了可以用于膜定位異戊烯基轉移酶的酵母系統，是指更有利于苦味酸代謝途徑下游基因的功能鑒定和苦味酸代謝途徑的重組工作。他們從啤酒花腺體腺毛特異的cDNA文庫中克隆了兩個可能參與苦味酸合成的異戊烯基轉移酶候選基因HlPT1L和HlPT2。在優化的酵母中重組苦味酸代謝途徑的結果表明同時重組表達HlPT1L和HlPT2能夠高效地催化苦味酸衍生物的生成，產物包括單異戊烯基的苦味酸衍生物、脫氧α-苦味酸和β-苦味酸。同時他們還明確了PT1L和PT2的具體生化功能：PT1L催化第一步異戊烯基化反應，而PT2負責第二和第三步異戊烯基化反應。泛素介導的膜蛋白酵母雙雜實驗和免疫共沉淀實驗表明，HlPT1L與HlPT2能夠相互作用，形成異源二聚體或多聚體。這些結果首次在植物中發現了芳香類異戊烯基轉移酶形成“代謝通道”，催化多步異戊烯基化反應；同時證明利用酵母系統生成啤酒花苦味酸是可行的，相關合成生物學的研究工作正在進行之中。

　　 該研究成果于1月6日在線發表于Plant Physiology（DOI：10.1104/pp.114.253682）上。王國棟研究組的博士后李好勛、博士研究生班兆男為該文章的共同第一作者。該項目得到了國家自然科學基金委、科技部“973”項目和植物基因組學國家重點實驗室的資助。