輔酶Q(coenzyme Q,CoQ),又稱泛醌(ubiquinone),是一類存在于所有真核生物(wù)和(hé)部分(fēn)細菌的(de)萜苯醌類化(huà)合物(wù),是呼吸鏈的(de)電子傳遞體,也(yě)是人(rén)體必需的(de)營養物(wù)質。人(rén)體缺乏輔酶Q會導緻嚴重的(de)疾病,影(yǐng)響神經系統、骨骼肌、心髒、腎髒等組織和(hé)器官的(de)功能。随著(zhe)年齡的(de)增加,成年人(rén)體内的(de)輔酶Q含量逐漸降低,此外服用(yòng)他(tā)汀類藥物(wù)、其他(tā)疾病等因素也(yě)會造成輔酶Q的(de)繼發性缺乏。外源補充輔酶Q可(kě)一定程度改善輔酶Q缺乏的(de)症狀。我們可(kě)以從日常飲食中補充輔酶Q。然而,作物(wù)及果蔬中的(de)輔酶Q含量較低,常規植物(wù)性食材不足以滿足人(rén)體需求。
近期,上海辰山植物園陳曉亞課題組輔酶Q研究小組在Metabolic Engineering上發表了(le)題爲Engineering high coenzyme Q10 tomato研究論文。通(tōng)過在番茄果實中同時(shí)特異表達輔酶Q合成途徑四個(gè)關鍵酶,獲得(de)了(le)果實中輔酶Q含量積累豐富的(de)番茄株系HUCD,其輔酶Q含量約爲野生型的(de)7倍(0.15 mg/g果實幹重)。
四個(gè)關鍵酶分(fēn)别爲産生對(duì)羟基苯甲酸(4-HB)的(de)分(fēn)支酸裂合酶UbiC,甲羟戊酸途徑(MVA pathway)關鍵酶HMGR,線粒體中負責聚異戊二烯焦磷酸側鏈合成的(de)酶DPS和(hé)對(duì)羟基苯甲酸異戊二烯焦磷酸轉移酶Coq2。
藥用(yòng)植物(wù)與次生代謝研究組博士後範航爲第一作者,許晶晶副研究員(yuán)爲通(tōng)訊作者。該研究得(de)到國家自然科學基金委員(yuán)會、國家重點研發計劃、中國科學院以及上海市綠化(huà)和(hé)市容管理(lǐ)局辰山專項的(de)資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ymben.2021.09.007
文/圖:許晶晶