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诸葛菜种子中发现优异高温润滑性能的双羟基特殊脂肪酸!

已有 3538 次阅读 2018-8-31 18:40 |系统分类:科研笔记

Nature Plants:诸葛菜种子中有新型双羟基特殊脂肪酸! 827日,本人同门师弟华中农业大学队张椿雨教授、教育部长江讲座教授Edgar B. Cahoon与印第安纳大学-普渡大学Robert E. Minto教授、美国北德克萨斯大学Kent Chapman教授和Diana Berman教授合作在Nature Plants发表了脂肪酸不连续延长触发了诸葛菜高性能双羟基油脂的合成“Discontinuous Fatty Acid Elongation Yields Hydroxylated Seed Oil with Improved Function”)的研究论文。


传统研究认为十字花科植物诸葛菜(Orychophragmus violaceus)种子富含亚油酸(C18:2)。但研究人员利用薄层析技术分析诸葛菜籽油时发现其脂肪酸存在较多极性修饰,且与已知含单羟基脂肪酸极高的蓖麻子油不同,故判断该脂肪酸应该是一种新型的特殊脂肪酸,最终鉴定出了该特殊脂肪酸的结构,分子式为:7,18 (OH)2-24:2Δ15,21 7,18 (OH)2-24:1 Δ 15,由于这两种脂肪酸分别是由位于中国武汉的华中农业大学和位于内布拉斯加州的内布拉斯加大学研究人员共同发现的,故分别将它们命名为武汉脂肪酸和内布拉斯加脂肪酸。同时通过分子生物学手段揭示了该特殊脂肪酸形成的代谢途径。进一步代谢途径研究发现,该特殊脂肪酸C18处的羟基主要是在经典的FAD2型羟基化酶催化下完成,C7位的羟基是在脂肪酸延伸过程中,一个功能发生分化的FAE1酶作用下通过不连续延伸18碳的羟基脂肪酸延伸产生的20碳中间产物在没有进行脱水反应的情况下直接进入了下一轮的延伸,形成了C5羟基脂肪酸,再经过一轮正常脂肪酸延伸而形成C7羟基脂肪酸)的方式形成,该24碳双羟基脂肪酸即内布拉斯加脂肪酸,武汉脂肪酸则是在C21位多了一个双键。


蓖麻籽油富含单羟基脂肪酸(12-OH-9-十八烯酸),是一种可再生、高性能植物润滑油。为了验证双羟基脂肪酸在工业用油中的价值,项目团队通过与北德克萨斯大学的Kent Chapman教授和Diana Berman教授合作系统评价了诸葛菜籽油的特性,研究发现该油具有优异的高温润滑性能,远远优于蓖麻籽油,是非常有价值的新型工业用油。在此基础上,就其工业用途共同申报了题目为“LIQUID AND SEMISOLID LUBRICANT COMPOSITIONS, METHODS OF MAKING, AND USES THEREOF”的美国专利。该研究同时获得领域内知名学者美国密西根州立大学John Ohlrogge教授和瑞典农大Sten Stymne教授的肯定和点评(图片引自论文原文,文字资料引自华中农业大学新闻网)。

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