2024年10月,本草基因组学研究团队/东北林业大学徐志超课题组受邀在天然产物研究领域国际顶级期刊Natural Product Reports 在线发表题为Structural diversity, evolutionary origin, and metabolic engineering of plant specialized benzylisoquinoline alkaloids 的综述论文。该文章系统总结了植物中苄基异喹啉类生物碱类天然产物的结构、分类、分布、生物合成途径、关键酶催化机制、关键酶起源与进化和微生物异源合成等方面的研究进展,并讨论了代谢工程所面临的挑战及解决策略。
作者系统整理了已报道的BIAs化学结构、结构分类及骨架类型在特定植物谱系中的分布情况;系统梳理不同类型的BIAs生物合成途径,总结了已报道蛋白结构的关键酶NCS、OMT和BBE的催化机制;基于245个已报道的植物基因组,构建催化酶编码基因的系统演化关系,追溯关键酶基因家族的起源及进化,发现CYP450的种系特异性复制、扩张及功能分化驱动BIAs结构多样性的形成,为BIAs生物合成未知基因的鉴定提供新的思路;进一步地,总结了不同类型BIAs在微生物底盘中的代谢工程及合成生物学研究进展,提出了新的绿色合成研究策略,助力BIAs药物供应及新药发现,为BIAs来源植物的资源和可持续利用奠定基础。
东北林业大学在读博士田亚、孔令哲、李琪为论文共同第一作者,中国中医科学院青蒿素中心高冉冉博士、成都中医药大学陈士林院士、东北林业大学徐志超教授为论文共同通讯作者,中国中医科学院中药研究所孙伟研究员、大理大学段宝忠教授参与指导该论文。研究获国家重点研计划青年科学家项目、国家自然科学基金等项目支持。
Medicinal Plant Biology 是一本开放获取的期刊,致力于传播药用植物领域的最新研究进展,专注于发表本领域原创研究文章、综述、方法、评论、观点、社论等。期刊主编由中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚院士和John Innes Centre的Cathie Martin院士共同担任。目前期刊已被DOAJ、CABI等数据库收录。
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