北京市農(nóng)林科學(xué)院生物所聯(lián)合美國(guó)夏威夷大學(xué)在玉米類黃酮雙糖基轉(zhuǎn)移酶功能研究方面取得新進(jìn)展

　　近日，北京市農(nóng)林科學(xué)生物所聯(lián)合美國(guó)夏威夷大學(xué)在玉米類黃酮雙糖基轉(zhuǎn)移酶功能研究方面取得新進(jìn)展，研究成果以“Cloning, expression, and Functional Characterization of Two Highly Efficient Flavonoid-di?O?glycosyltransferases ZmUGT84A1 and ZmUGT84A2 from Maize （Zea mays L.）”為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1區(qū)，IF:6.1）。

 

　　類黃酮化合物是一類普遍存在于植物體內(nèi)的多酚類天然產(chǎn)物，具有廣泛的生物活性。大量研究表明類黃酮可以改善人體健康，如抗氧化、抗炎癥、抗癌和抗糖尿病等。糖基化修飾是由糖基轉(zhuǎn)移酶（GTs）催化的，它將糖基片段從激活的供體分子轉(zhuǎn)移到受體分子，形成糖苷鍵。尿苷二磷酸糖基轉(zhuǎn)移酶（UGTs）由于其獨(dú)特的糖基化活性而引起了廣泛的關(guān)注。

 

　　本研究挖掘獲得兩個(gè)玉米糖基轉(zhuǎn)移酶ZmUGT84A1和ZmUGT84A2。該酶可以體外催化木犀草素合成木犀草素3'-O-葡萄糖苷、木犀草素4'-O-葡萄糖苷、木犀草素7-O-葡萄糖苷、木犀草素3',7-di-O-葡萄糖苷和木犀草素4',7-di-O-葡萄糖苷，并且通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間，可以合成所需要的產(chǎn)物。ZmUGT84A1和ZmUGT84A2也可以催化山奈酚、柚皮素、槲皮素、圣草酚和芹菜素等形成單氧糖苷和雙氧糖苷。

 

　　木犀草素糖苷具有重要的生物活性。如木犀草素及其7-O-葡萄糖苷能改善小鼠的血糖、胰島素等相關(guān)指標(biāo)、幫助調(diào)控人類腸道菌群和線粒體功能。木犀草素4',7-di-O-葡萄糖苷具有抗氧化和抗菌活性。但是，目前木犀草素糖苷的主要獲取途徑是從藥用植物中提取，其含量很低，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。因此挖掘重要的玉米糖基轉(zhuǎn)移酶并探明其催化特點(diǎn)，可為生物合成具有藥用價(jià)值的黃酮糖苷提供重要的糖基轉(zhuǎn)移酶。

 

　　生物所已出站博士后孫曉榮和在讀碩士研究生柯照為共同第一作者，張中保研究員和夏威夷大學(xué)Qing X. Li教授為共同通訊作者。吳忠義研究員在課題設(shè)計(jì)和研究中給予重要指導(dǎo)。論文的第一通訊單位為北京市農(nóng)林科學(xué)院。該研究得到了北京市自然科學(xué)基金和北京市農(nóng)林科學(xué)院生物技術(shù)共享平臺(tái)項(xiàng)目的資助。