UDP--葡萄糖轉(zhuǎn)移酶UGT73AM3調(diào)節(jié)黃瓜苦味三萜的糖基化.pdf

1、植物已經(jīng)發(fā)展出很大的可塑性來以適應(yīng)外部環(huán)境。通過糖基化過程產(chǎn)生的大量結(jié)構(gòu)多樣的代謝物是導(dǎo)致這種可塑性的一種潛在機(jī)制。葫蘆素是一類高度氧化的四環(huán)三萜類化合物，其主要存在于葫蘆科中。在黃瓜中，主要苦味物質(zhì)是葫蘆素C(CuC)。在以前的研究中，確定了9種CuC生物合成的酶。然而，UGT參與CuC代謝尚未見報道。通過應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)方法，本論文發(fā)現(xiàn)UGT73AM3是參與黃瓜CuC糖基化的CuC3-O葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶。本文的主要結(jié)果如下:

2、r>　　1.本研究從大約37 kg具有苦味的自交系9930的葉片中分離葫蘆素C的糖基化產(chǎn)物。NMR數(shù)據(jù)表明該糖基化化合物應(yīng)當(dāng)是CuC的3-O-β-D-葡萄糖苷。黃瓜葉中CuC糖苷的存在有力地證明了葡糖基化參與CuC代謝。
　　2.利用MTT測定實(shí)驗(yàn)，本研究對該葡糖基化過程是否來改變CuC的細(xì)胞毒性進(jìn)行了測試。從IC50的比較結(jié)果顯示CuC糖苷配基比葡糖基化CuC具有高得多的細(xì)胞毒性。
　　3.綜合利用不同發(fā)育階段的9930葉

3、片中CuC和CuC3-O-β-吡喃葡萄糖苷的詳細(xì)積累模式及相對應(yīng)時期的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)性來篩選候選基因，獲得5個候選UGTs。
　　4.利用體外酶促實(shí)驗(yàn)對純化的候選糖基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明UGT73AM3可以催化CuC3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷產(chǎn)物的形成。黃瓜的子葉瞬時過表達(dá)UGT73AM3可顯著增加CuC3-O-β-吡喃葡萄糖苷的代謝水平。
　　5.與其他類型的酶相比，功能性UGT通常具有相對范圍較寬的糖受體底物

4、。本研究以三萜類化合物為底物進(jìn)行測試，UGT73AM3不能使這些三萜類化合物葡糖基化。進(jìn)一步擴(kuò)大糖受體底物的范圍，對包括類黃酮和酚酸進(jìn)行體外測試發(fā)現(xiàn)UGT73AM3只具有對柚皮素的糖基化能力。
　　6.測定了UGT73AM3對CuC和柚皮素的基本動力學(xué)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中盡管UGT73AM3對CuC(9.3μM)的Km值比柚皮素(82.6μM)低約10倍，但UGT73AM3對CuC(5.33×10-5 s-1)的Kcat值遠(yuǎn)低于柚皮素