BioRixv | 德国汉诺威大学的Jakob Franke团队揭示茄科植物中强效抗炎化合物-Withanolide的合成机制

学术   2024-10-09 09:45   北京  
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内容来源于BioRixv

近日,来自德国汉诺威大学的Jakob Franke团队在《BioRixv》预印版杂志上发表了一项重要研究成果,揭示了茄科植物中强效抗炎化合物——Withanolide的合成机制。研究人员通过基因组测序、系统发育分析和代谢工程等技术手段,成功识别了茄科植物中负责Withanolide合成的关键基因簇,并阐明了其作用机制。这项研究为未来开发新型抗炎药物提供了新的思路。Withanolide是一类存在于茄科植物中的甾体内酯类化合物,具有广泛的生物活性,包括抗炎、抗癌、抗氧化等。其中,以Withania somnifera中提取的Withanolide最为著名,其在传统医学中被广泛用于治疗各种疾病。然而,由于Withanolide的生物合成途径复杂,且产量有限,限制了其在药物开发中的应用。研究人员通过对印度人参和其他茄科植物的基因组进行测序和分析,发现了一个保守的基因簇,该基因簇包含三个关键基因:CYP87G1CYP88C7CYP749B2。研究人员通过基因工程技术,将这三个基因分别导入酵母和烟草中,并成功验证了它们在Withanolide合成中的作用。该研究首次揭示了茄科植物中Withanolide合成的关键基因簇,为深入研究Withanolide的生物合成途径提供了重要基础。同时,研究人员还利用代谢工程技术,在酵母和烟草中成功合成了Withanolide,为未来开发新型抗炎药物提供了新的思路。

本文亮点:
1.发现了茄科植物中一个保守的与Withanolide生物合成相关的基因簇。 论文通过对多种茄科植物的基因组进行分析,发现了一个与诺利醇生物合成相关的基因簇,该基因簇在所有产生诺利醇的茄科植物中都存在,但在不产生Withanolide的茄科植物中则不存在。
2.利用系统发育基因组学和代谢工程技术,验证了该基因簇中关键基因的功能。 论文通过对酵母和烟草的代谢工程改造,验证了该基因簇中三个关键基因的功能,并提出了它们在Withanolide生物合成中的作用机制。
doi: https://doi.org/10.1101/2024.09.27.614867


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