环烯醚萜类成分生物合成途径及关键酶基因探究进展

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1、环烯醚萜类成分生物合成途径及关键酶基因探究进展　　【摘要】环烯醚萜类化合物是广泛存在于双子叶植物中的一类化合物，具有广泛的生物活性，如神经保护、抗肿瘤、抗氧化、抗炎等作用。文章对药用植物环烯醚萜类化合物生物合成途径及三个可能的关键酶基因的研究进展进行综述，以期为进一步解析环烯醚萜生物合成途径以及挖掘功能基因奠定基础【关键词】药用植物；环烯醚萜类化合物；生物合成途径；关键酶基因【中图分类号】R284【文献标志码】A【文章编号】1007-8517（2017）08-0044-05Abstract：Iridoidsareaclassofcompoundsw

2、idelyfoundindicotyledonousplants，whichhaveawiderangeofbiologicalactivities，suchasneuroprotection，anti-tumor，antioxidant，anti-inflammatoryandothereffects.Inthispaper，thebiosyntheticpathwayofiridoidsinmedicinalplantsandthreekeyenzymegeneswerereviewed.Inordertolaythefoundationfor

3、furtheranalysisofiridoidbiosynthesispathwayandtheestablishment16offunctionalgenes.Keywords：MedicinalPlants；lridoid；Biosyntheticpathway；KeyEnzymeGenes�h烯醚萜类化合物（Iridoids）是一类环戊烷结构单元的环状单萜衍生物。具有环戊烷环烯醚萜（iridoid）和环戊烷在C7、C8处开环的裂环环烯醚萜（secoiridoid）两种基本骨架。此类化合物最基本的母核是环烯醚萜醇，具有环状烯醚及醇羟基，由于醇

4、羟基属于半缩醛羟基，性质活泼，故此类化合物多以苷类存在虽然环烯醚萜首次从蚂蚁的分泌腺作为防御物质分离到，但目前已知的此类化合物多来自于植物，多见于木犀科、马鞭科、茜草科、龙胆科、玄参科、唇形科、山茱萸科等双子叶植物中，具有广泛的生物活性。如山茱萸科山茱萸环烯醚苷对糖尿病引发的心脏病变、肾功能与结构的改变以及血管并发症等多种并发症具有较好的防治作用[1]；茜草科巴戟天中的水晶兰苷，具有显著的抗炎镇痛作用，与巴戟天的祛风湿作用密切相关[2]；海巴戟中得到的citrifolinoside和citrifolinin16A对紫外线诱导的、在肿瘤诱发和生长中起

5、重要作用的蛋白活化剂AP-1有显著的抑制作用，是目前为止发现的两个具有此活性的环烯醚萜化合物[3]；海巴戟中的车叶草苷对铜绿假单胞菌、摩氏变形杆菌的抑制作用，与海巴戟用于治疗皮肤病、感冒、发烧等疾病有关[4]。环烯醚萜还是玄参科胡黄连属植物中主要的化学成分，胡黄连属含有二十多种环烯醚萜类成分，胡黄连苷-Ⅰ和胡黄连苷-Ⅱ是胡黄连环烯醚萜苷类成分中的主要活性物质[5]；玄参中桃叶珊瑚苷具有止痛、降血压、抗炎、抑制肿瘤生长、抗病毒、降血糖、抗氧化延缓衰老等多种作用[6]；地黄发挥疗效的主要物质基础如梓醇益母草苷、桃叶珊瑚苷、蜜力特苷、地黄苷A、D、E都属

6、于环烯醚萜类化学成分[7]。龙胆科龙胆属和獐芽菜属中主要的成分也是环烯醚萜，龙胆苦苷、獐芽菜苦苷、獐芽菜苷等成分具有保肝、抗胆碱、镇痛镇静等作用，已经开发作为抗肝炎和健胃药等[8]环烯醚萜类化合物多种多样的生物活性备受研究者的关注，一直是研究的热点。但研究主要集中在新化合物的分类鉴定、药理活性的研究[6，9-11]。随着对次生代谢成分生物合成以及功能基因的研究的开展，环烯醚萜类化合物的生物合成途径以及功能基因的挖掘研究也积累了很多成果。本文就这一方面的研究进行综述1环烯醚萜类成分代谢合成途径16萜类化合物的合成过程可分为3个阶段，即中间体的生成（I

7、PP和DMAPP生成）、萜类化合物的合成（催化IPP和DMAPP生成各种中间体或萜类）和最后的修饰（对萜类终产物进行复杂的结构修饰），环烯醚萜作为特殊的单萜类成分也具有类似的合成途径11中间体的生成公认的环烯醚萜中间体生成途径有两条：一条为甲羟戊酸途径（MVApathway），该途径在胞质中进行，由3分子乙酰辅酶A缩合成3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A开始，共计6个酶的参与[12]。另一条途径为甲基�CD�C赤藓醇�C4�C磷酸途径（MEPpathway），它在质体中进行，由甘油醛-3-磷酸和丙酮酸缩合开始，共计8个酶的作用，该途径所参与的8个酶已经

8、有6个（除了HDS，HDR）成功结晶并进行了结构鉴定[13]。两个途径最终均合成IPP和其异构体体二甲基丙烯基焦磷DMAP