植物异戊烯基转移酶研究进展

陈妤 朱沛煌 李荣 朱灵芝 季孔庶

（南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室 南方现代林业协同创新中心，南京 210037）

类异戊二烯（Isoprenoids）在自然界中无处不在，包括古细菌、细菌、真核生物等，是种类最多的一类次生代谢产物，它们是细胞一级和二级代谢的组成部分，在信号转导、适应气候、繁殖及防御机制等方面发挥作用［1-2］。类异戊二烯化合物不仅参与植物生长发育和环境应答等重要的生理过程，而且在制药、天然乳胶、香料和有机合成领域也有应用［3］。负责形成和修饰超过六万种类异戊二烯化合物的是异戊烯基转移酶（Prenyltransferase，PT），又称类异戊二烯基焦磷酸合酶（Isoprenyl diphosphate synthases，IPPS 或IDS），广泛存在于生物界［4］。异戊烯基转移酶可分为顺式异戊烯基转移酶（Cis-prenyltransferase）和反式异戊烯基转移酶（Trans-prenyltransferase）两个类型。顺式异戊烯基转移酶通常催化合成碳骨架长度大于C50的聚异戊二烯，而反式异戊烯基转移酶催化合成碳骨架长度小于C50的类异戊二烯化合物［5］，前者所得产物表现出混合的双反式-多顺式或三反式-多顺式立体异构，后者所得产物则表现出反式立体异构［6］。聚异戊二烯（Polyisoprenoid）及其衍生物具有多种生物学功能［7］，如叶绿体中含量丰富的聚戊烯醇（Polyprenols）会影响光合效率，多萜醇（Dolichols）是蛋白质糖基化过程中必需的糖载体，有的聚异戊二烯具有调节膜性质的能力，可作为蛋白质异戊酮的供体［8］。目前对植物细胞内聚异戊二烯合成途径及其功能的认识还相当有限，并且对聚异戊二烯生物合成的调控机制还不清楚。……