茶树咖啡碱合成代谢中N-甲基转移酶的研究进展

王荣秀，江丽娜，邓威威*，张正竹



茶树咖啡碱合成代谢中N-甲基转移酶的研究进展

王荣秀，江丽娜，邓威威*，张正竹

（安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽合肥 230036）

咖啡碱是茶叶中的主要品质成分之一，是一种黄嘌呤生物碱化合物，约占茶叶干重的2%-5%。在茶树中咖啡碱的核心合成途径为：黄嘌呤核苷甲基化反应生成7-甲基黄嘌呤核苷，再通过脱核糖反应生成7-甲基黄嘌呤，然后经过两次甲基化依次生成可可碱和咖啡碱。咖啡碱合成途径中转甲基化反应是通过N-甲基转移酶催化进行的，该酶是咖啡碱合成的关键酶。本文综述了茶树中N-甲基转移酶的基因克隆、结构、功能分析及表达调控等方面的研究进展。

茶树；咖啡碱；N-甲基转移酶

咖啡碱是茶、咖啡和可可世界三大软饮料植物中共有的重要功能性成分之一，同时也是茶树中主要的生化活性物质，约占茶叶干重的2%-5%。19世纪20年代在咖啡和茶中发现并分离得到咖啡碱[1]，20世纪60年代以来对咖啡碱在茶树中的代谢途径研究有了很大的进展，其生物合成途径也逐步的明晰起来。Ashihara等[2]用同位素示踪法证明了茶树中咖啡碱生物合成与茶树的生长发育有着密切的关系。咖啡碱在生物体内的核心合成途径为[3-4]：黄嘌呤核苷（Xanthosine，XR）甲基化反应生成7-甲基黄嘌呤核苷（7-methylxanthosine，7-mXR），再通过脱核糖反应生成7-甲基黄嘌呤（7-methylxanthine，7-MX），然后经过两次甲基化作用依次生成可可碱（Theobromine，Tb）和咖啡碱（Caffeine，Cf）。途径中转甲基化反应是通过N-甲基转移酶（N-methyltransferases，NMTs）催化进行的，NMTs是茶树咖啡碱合成的关键酶。……