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【Science】水杨酸在植物中的合成途径取得重要进展

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  • TA的每日心情

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    发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本文转自微信公众号:植物生物学

    植物激素水杨酸(SA)是对生物和非生物胁迫的适应性反应所必需的。植物特异的SA合成途径仍不清楚。植物可以通过两个代谢途径产生SA,在分支酸之后的代谢过程在质体中发生了分歧。同样,为了行使植物信号功能,植物需要将SA或其前体之一运输出质体。在该过程中需要位于叶绿体被膜中的多种药物和毒素转运蛋白家族(MATE)的ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY5(EDS5)参与其中。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,大约10%的防御相关的SA由细胞溶质的苯丙氨酸解氨酶(PAL)途径产生,而约90%来自于质体定位的异分支酸合成酶1(ICS1)产生的分支酸的同分异构体异分支酸产生。在产SA的细菌中,细菌使用异分支酸丙酮酸裂解酶(IPL)将异分支酸转化为SA。但是由于基因组分析中没有明显的植物IPL同源基因,植物如何将质体异分支的转化为SA目的尚不清楚(图1)。因此,研究人员希望知道异分支酸是如何以及在细胞哪个区域被转化为水杨酸的。


    图1:过去已知与未知的SA合成代谢途径


    近日,德国哥廷根大学的Ivo Feussner、Marcel Wiermer团队和加拿大英属哥伦比亚大学Yuelin Zhang团队合作报道了植物应激激素水杨酸的生物合成途径。该研究于2019年8月2日以“Isochorismate-derived biosynthesis of the plant stress hormone salicylic acid”为题发表于国际学术期刊《Science》上。研究人员发现,在拟南芥中异分支酸合成通路下游仅需两个蛋白:EDS5和PBS3,前者将异分支酸从质体转运至胞浆,后者催化谷氨酸与异分支酸的结合产生isochorismate-9-glutamate,这个产物能够自发分解为水杨酸和2-hydroxy-acryloyl-N-glutamate。这项研究表明,这一仅需三个细胞定位不同的蛋白调控的单向合成流,可能保护了这一通路免受进化压力与病原体的干扰。


    图2,植物SA合成的代谢通路模型


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  • TA的每日心情
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    4 天前
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    发表于 4 天前 | 显示全部楼层
    优秀啊
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  • TA的每日心情
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    3 天前
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    发表于 4 天前 | 显示全部楼层
    非常可以
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