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三萜类皂苷是大豆种子中主要的次生代谢物质,分为A类和DDMP两种类型,其中A类皂苷属于双糖链皂苷(bisdesmoside-type saponins),在糖基配体-------大豆皂醇A的C-3和C-22位置糖基化。大豆皂苷的生物学功能以抗氧化去除活性氧为主(如根瘤生长发育过程中大量的氧化还原反应)。大豆皂苷是大豆及豆制品苦味和涩味的根源,也是引起豆腐制作过程中产生大量泡沫的主要原因,而DDMP皂苷及其衍生物则对人体有益,因此改善大豆中皂苷类成分的组成与含量,有助于提升大豆的品质,但调控大豆皂苷生物合成的酶仍不为所知。
大豆皂苷的组成在不同的大豆种子组织部位中有所不同,其中下胚轴含有30%以上的总皂苷以及所有A类皂苷。根据C-22位的糖链组成(均为双糖苷)不同,A类皂苷又分为Aa和Ab皂苷,Aa皂苷是在C-22位置的吡喃(型)阿拉伯糖苷再连接一个吡喃木糖苷,而Ab皂苷则是在C-22位置的吡喃阿拉伯糖苷再连接一个吡喃葡萄糖苷(半乳糖苷),两者的第二个糖苷均被乙酰化。此外,还发现了只在C-22位置的吡喃阿拉伯糖苷(A0-αg,单糖苷)的大豆品系。
已发现共显性等位基因,Sg-1a和Sg-1b分别控制Aa和Ab皂苷的累积,sg-10则为隐性等位基因,控制A0-αg的生物合成。来自日本的Sayama等鉴定了Sg-1位点内的等位基因,从中找到了两个糖基转移酶UGT73F4 和 UGT73F2,分别催化Aa和Ab皂苷中C-22位的阿拉伯糖残基,各自加上木糖和半乳糖,形成双糖苷。通过定点突变,找到该酶的关键催化位置。利用体内的转基因互补实验以及体外的重组酶分析,确证sg-10等位基因为功能缺失的Sg-1。
文中重点讨论了该糖基转移酶的功能进化。
Sayama, T.et al. (2012) The Sg-1 Glycosyltransferase Locus Regulates Structural Diversityof Triterpenoid Saponins of Soybean, Plant Cell, 24, 2123-2138.
http://www.plantcell.org/content/24/5/2123.long
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GMT+8, 2024-11-24 23:28
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