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遺傳發(fā)育所植物NAD補救合成途徑解析和進(jìn)化研究獲進(jìn)展

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遺傳發(fā)育所植物NAD補救合成途徑解析和進(jìn)化研究獲進(jìn)展

摘要: 　　NAD (尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸) 作為電子傳遞載體（輔酶）參與眾多的氧化還原反應(yīng)而為廣大學(xué)習(xí)人員所熟知。在植物NAD補救合成途徑中（Preiss-Handler途徑），特異性存在尼克酸（nicotinate，NA）和多種NA的衍生物 ...

　　NAD (尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸) 作為電子傳遞載體（輔酶）參與眾多的氧化還原反應(yīng)而為廣大學(xué)習(xí)人員所熟知。在植物NAD補救合成途徑中（Preiss-Handler途徑），特異性存在尼克酸（nicotinate，NA）和多種NA的衍生物（糖基化，甲基化等），但迄今為止，關(guān)于NA衍生物在植物代謝中的分子機制及其生理功能尚未有報道。
　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)學(xué)習(xí)所王國棟學(xué)習(xí)組前期的學(xué)習(xí)表明NA的O-位糖基化修飾可能保護(hù)植物細(xì)胞免受種子萌發(fā)過程中NA過度積累所造成的毒害，而且NAOGT活性是在十字花科植物進(jìn)化過程中才逐漸獲得，NAOGT活性的獲得為植物適應(yīng)環(huán)境提供選擇優(yōu)勢（Li et al.， Plant Cell， 2015）。最近，王國棟學(xué)習(xí)組發(fā)現(xiàn)在擬南芥是一類新型的N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NANMT，At3g53140編碼）負(fù)責(zé)尼克酸N-甲基化化合物（又名葫蘆巴堿）的生成，同時尼克酸N-甲基化修飾是植物解毒NA的另外一種形式。全面的進(jìn)化和生化分析結(jié)果表明，這類新型的尼克酸N-甲基轉(zhuǎn)移酶的功能來自參與植物木質(zhì)素生物合成途徑的COMT（咖啡酸O-甲基轉(zhuǎn)移酶）基因的復(fù)制和功能分化。植物原始的COMT還保留微弱的NANMT活性，表明在植物漫長的進(jìn)化過程中，NANMT活性的獲得促成Preiss-Handler途徑在陸生植物基因組得以保留的一個重要原因。
　　該學(xué)習(xí)成果于5月22日在線發(fā)表于Plant Physiology（DOI：10.1104/pp.17.00259）。王國棟學(xué)習(xí)組的李偉、張鳳霞和吳然然為該文章的共同第一作者。該項目得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部“973”項目和植物基因組學(xué)國家重點實驗室的資助。



　　圖：陸生植物NANMT生化功能鑒定和進(jìn)化軌跡分析。

遺傳發(fā)育所植物NAD補救合成途徑解析和進(jìn)化研究獲進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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