...园徐萍团队在植物学顶刊发文揭示益母草碱合成的秘密

发布网友发布时间：2024-06-01 14:47

共1个回答

热心网友时间：2024-07-26 01:43

益母草，为何能成为“益母”？上海辰山植物园揭示其活性成分的秘密

益母草，这个广为人知的名字，源自于唇形科益母草属的传统药材，其在中药领域的历史可追溯至两千年前。作为妇科用药的常客，益母草中的主要药效成分——益母草碱，是其独特魅力的来源。在众多唇形科药用植物中，益母草属的活性物质以益母草碱为主的生物碱独树一帜。

然而，尽管益母草碱在治疗脑中风和降低血脂方面展现出显著疗效，其生物合成路径在此之前却一直是个未解之谜。如何在益母草中孕育出这种神奇的药物？答案来自2023年11月10日Molecular Plant的一篇突破性论文。

辰山植物园徐萍课题组的团队，借助多组学技术，首次揭示了两个益母草属植物的基因组，深入探究了益母草碱的生物合成机制。他们以益母草（L. japonicus）和细叶益母草（L. sibiricus）这对亲缘相近、形态相似但益母草碱含量悬殊的物种为研究对象，揭示了益母草碱合成的关键步骤和酶的参与。

通过基因组、转录组学和代谢组学的多维度分析，研究团队发现精氨酸脱羧酶（ADC）、UDP-葡萄糖基转移酶（UGT）和丝氨酸羧肽酶样（SCPL）酰基转移酶等酶在益母草碱合成中扮演了重要角色。益母草碱的形成过程从精氨酸出发，经过一系列复杂转化，最终在细胞质中合成前体物质，然后在液泡中完成最后的合成步骤，生成具有药用价值的益母草碱（图1）。

图1：益母草碱生物合成的分子路径

研究还揭示了一个关键的进化线索：在益母草碱的生物合成途径中，UGT和SCPL基因组成的基因簇在益母草中发挥了决定性作用，使得益母草成为唯一能大量合成益母草碱的唇形科植物。这一发现如同一座“绿色工厂”的转型，展示了益母草碱在植物进化中的独特地位。

这一突破性研究不仅解答了益母草碱的生物合成之谜，也为未来益母草碱的绿色、高效生产奠定了基础。随着科研成果的发布，辰山植物园的李鹏、颜梦晓、刘盼和杨丹杰等科研人员在徐萍教授的指导下，为益母草碱的药用价值和开发应用提供了重要依据，预示着天然代谢产物在保障人类健康方面的广阔前景。

徐萍教授的研究团队不仅在科学界留下了深刻的印记，也为药用植物研究领域开启了新的探索。他们正积极招聘优秀人才，共同推动这一领域的发展。而这一研究的重要意义也得到了中国科学院昆明植物研究所黄胜雄教授的高度评价，他认为这项工作将为植物代谢物的进化研究提供宝贵的理论依据。

益母草的生物合成秘密，就像是一幅精巧的植物化学地图，揭示了生命之谜的一部分。随着科研的深入，我们期待益母草及其活性成分益母草碱在未来的医学和植物学领域中发挥更大的作用，为人类健康带来更多福祉。