马克斯普朗克化学生态研究所的研究人员已经确定 GAME15 是一种关键蛋白质,它可以调节茄属植物中甾体糖苷和甾体皂苷的生物合成。
发表在《科学》杂志上的一项研究表明,这种蛋白质对于胆固醇前体形成这些天然产物至关重要。 茄科植物(Solanum nigrum)不再能够产生这种蛋白质,因此甾体皂苷更容易受到叶蝉和科罗拉多马铃薯甲虫等昆虫的侵害。
这些结果为生产用于医疗的高质量类固醇分子开辟了新的视角,并可以支持控制农业害虫的对性策略。
茄科植物(如土豆、西红柿和茄子)中特定甾体化合物的生物合成途径始于胆固醇。多项研究调查了甾体糖苷生物碱形成过程中涉及的酶。
尽管负责产生类固醇专化代谢物支架的基因是已知的,但尚未在其他植物中成功重构这些化合物。
由美国密苏里大学助理教授 Prashant Sonawane 领导的天然产物生物合成系“植物中专门的类固醇代谢”项目小组致力于寻找这一难题中缺失的一块。
“通过我们的研究项目,我们特别想弄清楚生物合成途径中哪些重要成分迄今为止仍未被研究,以及该基因或蛋白质在该途径中起什么作用。我们还想找出在确定缺失成分后是否可以重建生物合成途径。我们研究的一个重要方面也是更多地了解甾体皂苷在植物中的生态作用,”Prashant Sonawane 在描述研究问题时说。
GAME15——茄属植物类固醇分子生物合成中未知但至关重要的参与者
研究小组使用野生植物龙葵(黑茄属植物)进行研究,因为它在不同的组织中产生不同的类固醇化合物,这些化合物都来自相同的前体 - 胆固醇。