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安徽農業大學科研團隊曆經十年破解酯型兒茶素合成之謎
4月19日，國際植物學權威學術期刊《植物學雜誌》(The Plant Journal)在線發表了安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室夏濤教授團隊的題為《深入了解酰化機製：共表達絲氨酸羧肽酶類酰基轉移酶和非催化伴侶旁係蛋白》(Insights into acylation mechanisms: Co-expression of serine carboxypeptidase-like acyltransferases and their noncatalytic companion paralogs)的文章，最終揭開了茶樹酯型兒茶素合成之謎。
圖1：基因共表達策略(A)及茶樹酯型兒茶素合成代謝途徑(B)
眾所周知，茶樹富含酚類物質，其中酯型兒茶素是綠茶多酚的主要組成成分，約占鮮葉幹重的8-12%，是形成綠茶收斂性滋味的決定性成分，也是茶飲料的抗氧化、抗菌、抗病毒和抗動脈硬化等健康功效的主要成分。
在國家基金委支持下，課題組圍繞著茶樹酯型兒茶素合成及水解途徑展開持續研究。早在2012年，夏濤課題組第一次證實茶樹酯型兒茶素沒食子酰基化過程涉及兩步反應(Journal of Biological Chemistry, 2012)，其中涉及沒食子糖基化形成的CsUGT84A基因功能於2016年得到驗證(Journal of Experimental Botany, 2016)。2020年課題組首次報道參與酯型兒茶素水解的植物單寧酶基因家族Tannase(New Phytologist, 2020)。課題組還成功解析了非酯型兒茶素合成關鍵酶在聚合態兒茶素合成中的作用機製(The Plant Journal, 2019)。但是茶樹酯型兒茶素合成機理的研究舉步維艱，進展緩慢。
經過近十年的探索，他們發現了一種簡單易行的共表達策略可用於驗證植物的SCPL酰基轉移酶基因功能，並證實有一對SCPL酰基轉移酶以獨特方式參與了茶樹、葡萄和柿子等植物的酯型兒茶素合成，其中由大小亞基組成的SCPL4酰基轉移酶具有酶催化功能；而SCPL4酰基轉移酶的旁係同源蛋白SCPL5酰基轉移酶則起作非催化伴侶功能，在維持SCPL4酰基轉移酶前肽穩定性、促進SCPL4酰基轉移酶前肽加工為成熟蛋白中起重要作用。研究結果拓展了人們對SCPL酰基轉移酶的非催化伴侶功能的認知，也為解答茶樹為什麼積累酯型兒茶素的科學問題提供了新的視角。
圖2. 富含單寧植物中的SCPL4酰基轉移酶和它們的非催化伴侶
茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室博士生姚勝波和生命科學學院劉亞軍教授為論文共同第一作者，夏濤教授、高麗萍教授和美國北卡羅萊納州州立大學謝德玉教授為共同通訊作者。相關工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和安徽省自然科學基金的資助。
（來源：安徽農業大學）
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