Science:阿司匹林的由來?揭祕植物合成水楊酸的分子機制!

2019-08-31 17:22:09


近日,一項發表在國際著名雜誌Science上的研究報告中,來自德國哥廷根大學等機構的科學家們通過研究闡明瞭植物合成水楊酸的分子機制。幾千年來,人類都非常清楚水楊酸的止痛效果(如今以阿司匹林出售);除了是一種具有許多健康效用的藥物外,水楊酸還是植物所分泌的一種壓力激素,其能幫助植物有效對抗病原體的入侵。

圖片來源:DANIEL LüDKE SHOWS HIS COLLEAGUES THE RESULTS OF THE MICROSCOPIC EXAMINATION
長期以來研究人員並不清楚植物產生水楊酸的分子機制;這項研究中,研究人員通過研究揭開了這種關鍵植物激素—水楊酸的生物合成機制。早在尼安德特人時代,人們就開始咀嚼含有水楊酸的樹皮來自我治療,19世紀20年代人類首次對水楊酸進行化學提取,而改良版的水楊酸以阿司匹林的形式已經被售賣了120多年了,但並沒有人清楚植物是如何合成的,20年前,研究人員對植物擬南芥進行研究鑑別出了第一個參與水楊酸合成的基因,從那以後多個研究團隊都試圖通過研究來尋找水楊酸合成過程中缺失的步驟。
這項研究中,研究者Dmitrij Rekhter等人就發現了一種方法,他們利用英屬哥倫比亞大學研究者Zhang的實驗室中分離出的一株特殊的擬南芥進行研究,這種擬南芥中含有極高水平的水楊酸,研究者發現,如果基因PBS3(此前未知功能)被移除的話,水楊酸的前體就會在植物中積累,此外,研究者還闡明瞭PBS3基因產物的作用機制。
研究者Rekhter說道,PBS3能將等分支酸(isochorismic acid)與穀氨酸結合從而導致未知功能的化合物等分支酸鹽-9-穀氨酸鹽(isochorismate-9-glutamate)的形成,這種高度不穩定的物質能夠自動解離為水楊酸和副產物;揭開植物合成水楊酸的分子機制非常重要,此外,植物合成水楊酸的分子路徑適用於整個植物王國。
研究者表示,本文研究不僅能夠促進科學家們理解植物合成水楊酸的機制,還能為培育抗病能力較強的作物提供新的機會;水楊酸幫助植物有效抵禦疾病的作用對於科學家們從事相關基礎研究至關重要,比如研究植物免疫功能等。



原始出處:
Dmitrij Rekhter, Daniel Lüdke, Yuli Ding, et al. Isochorismate-derived biosynthesis of the plant stress hormone salicylic acid. Science  02 Aug 2019: Vol. 365, Issue 6452, pp. 498-502 DOI: 10.1126/science.aaw1720



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