長期以來研究人員并不清楚植物產(chǎn)生水楊酸的分子機(jī)制;這項(xiàng)研究中,研究人員通過研究揭開了這種關(guān)鍵植物激素—水楊酸的生物合成機(jī)制。早在尼安德特人時(shí)代,人們就開始咀嚼含有水楊酸的樹皮來自我治療,19世紀(jì)20年代人類首次對(duì)水楊酸進(jìn)行化學(xué)提取,而改良版的水楊酸以阿司匹林的形式已經(jīng)被售賣了120多年了,但并沒有人清楚植物是如何合成的,20年前,研究人員對(duì)植物擬南芥進(jìn)行研究鑒別出了第一個(gè)參與水楊酸合成的基因,從那以后多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都試圖通過研究來尋找水楊酸合成過程中缺失的步驟。
近日,一項(xiàng)發(fā)表在國際著名雜志Science上的研究報(bào)告中,來自德國哥廷根大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究闡明了植物合成水楊酸的分子機(jī)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(duì)抗病原體的入侵。
這項(xiàng)研究中,研究者Dmitrij Rekhter等人就發(fā)現(xiàn)了一種方法,他們利用英屬哥倫比亞大學(xué)研究者Zhang的實(shí)驗(yàn)室中分離出的一株特殊的擬南芥進(jìn)行研究,這種擬南芥中含有極高水平的水楊酸,研究者發(fā)現(xiàn),如果基因PBS3(此前未知功能)被移除的話,水楊酸的前體就會(huì)在植物中積累,此外,研究者還闡明了PBS3基因產(chǎn)物的作用機(jī)制。
研究者Rekhter說道,PBS3能將等分支酸(isochorismic acid)與谷氨酸結(jié)合從而導(dǎo)致未知功能的化合物等分支酸鹽-9-谷氨酸鹽(isochorismate-9-glutamate)的形成,這種高度不穩(wěn)定的物質(zhì)能夠自動(dòng)解離為水楊酸和副產(chǎn)物;揭開植物合成水楊酸的分子機(jī)制非常重要,此外,植物合成水楊酸的分子路徑適用于整個(gè)植物王國。
研究者表示,本文研究不僅能夠促進(jìn)科學(xué)家們理解植物合成水楊酸的機(jī)制,還能為培育抗病能力較強(qiáng)的作物提供新的機(jī)會(huì);水楊酸幫助植物有效抵御疾病的作用對(duì)于科學(xué)家們從事相關(guān)基礎(chǔ)研究至關(guān)重要,比如研究植物免疫功能等。(文章來源:生物谷)
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