1667年,在長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)的血腥戰(zhàn)爭(zhēng)之后,荷蘭和英國(guó)才平息了香料貿(mào)易的爭(zhēng)端。盡管這一沖突集中在肉豆蔻和丁香上,但植物學(xué)研究者一直都知道這個(gè)麻煩事實(shí)上是由兩個(gè)相近的有機(jī)分子引起,即丁子香酚(eugenol)和異丁子香酚(isoeugenol)。直到目前為止,研究人員還不知道植物到底是如何產(chǎn)生這些有香味的化合物的。
現(xiàn)在,密歇根大學(xué)的Eran Pichersky領(lǐng)導(dǎo)的研究組闡明了這兩種化合物各自的生化途徑,并且還確定出了與之相關(guān)的關(guān)鍵酶。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)食品和花卉工業(yè)具有重要的應(yīng)用意義。研究的結(jié)果刊登在近期的《美國(guó)科學(xué)院院刊》上。
這個(gè)研究組分析了兩種在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)易于操作的模型生物——羅勒(紫蘇)和矮牽�;�,它們分別能夠制造大量的丁子香酚和異丁子香酚。在野生狀態(tài)下,這類(lèi)芳香化合物在吸引授粉昆蟲(chóng)的同時(shí)能驅(qū)趕食草動(dòng)物和細(xì)菌。當(dāng)研究人員分析紫蘇葉和矮牽�;ǖ腄NA序列數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),他們發(fā)現(xiàn)一個(gè)與另外一個(gè)制造矮牽�;ㄏ阄兜难芯拷M的發(fā)現(xiàn)的基因相匹配的序列。Pichersky的研究組對(duì)這個(gè)基因進(jìn)行了完全的測(cè)序,并發(fā)現(xiàn)它與羅勒屬植物數(shù)據(jù)庫(kù)中的另外一個(gè)基因非常相似。
研究人員推測(cè)這些基因可能編碼與丁子香酚和異丁子香酚合成有關(guān)的酶,并將大腸桿菌進(jìn)行遺傳改造,讓其攜帶紫蘇或矮牽�;ǖ倪@個(gè)基因版本。當(dāng)這些細(xì)菌與該合成途徑中的一個(gè)前體分子(coniferyl alcohol)在一起培養(yǎng)時(shí),他們制造出了對(duì)照細(xì)菌沒(méi)有的兩種芳香分子。在對(duì)紫蘇的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中,研究組發(fā)現(xiàn)了coniferyl alcohol被代謝成一種中間分子的機(jī)制。然后,這種中間分子在實(shí)驗(yàn)室中轉(zhuǎn)化成了丁子香酚。
這項(xiàng)研究是植物分子生物學(xué)研究的一個(gè)重大進(jìn)展。這種酶已經(jīng)芳香分子生物合成途徑中的中間步驟的確定為人類(lèi)對(duì)香料的芳香成分進(jìn)行遺傳加工開(kāi)啟了大門(mén)。
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