中科院上海辰山植物园

解析整个黄芩素生物合成途径

本报讯（记者黄辛）由上海辰山植物园（中科院上海辰山植物科学研究中心）药用植物与健康组研究员Cathie Martin及赵清博士等组成的团队，在解析中国传统药用植物黄芩中天然产物合成途径方面取得突破，已完全解析了整个黄芩素的生物合成途径。相关研究成果日前在线发表于《分子植物》。

黄芩为唇形科黄芩属多年生草本植物，是一种重要的药用植物资源。黄芩素、汉黄芩素等黄酮物质是黄芩中主要的生物活性化合物。这类黄酮物质不仅可以在不影响正常细胞的情况下诱导癌细胞凋亡，同时还具有抗氧化、抗病毒和保肝的作用，因此可以作为抗癌的候选分子。该类化合物在结构上的特异性主要在于它们在黄酮B环上不含有4’位羟基，而A环上具有大多数黄酮不具有的6-羟基（黄芩素）或8位甲氧基（汉黄芩素）。因其只在黄芩根部合成，故将其称为根特异性黄酮。

在解析地上部分和根特异性的黄酮合成途径基础上，研究人员分离和验证了两种CYP450酶——SbCYP82D1.1和SbCYP82D2。生化实验表明，它们分别为黄芩中的黄酮6-羟化酶（F6H）和黄酮8-羟化酶（F8H）。SbCYP82D1.1对黄酮类如白杨素和芹菜素具有广泛的底物接受性，负责黄芩素和野黄芩素的合成。当用RNAi技术在黄芩毛状根中降低SbCYP82D1.1的表达时，黄芩苷和黄芩素水平显著降低，而白杨素苷则在毛状根中积累。CYP82D2是一种底物特异性较高的F8H，只接受白杨素为底物，产生去甲基汉黄芩素。系统发育分析表明，CYP82D2可能通过基因复制从SbCYP82D1.1进化而来，故保留了部分祖先酶F6H的活性。