Terpene Biosynthesis: Utilization of Neryl Pyrophosphate by an Enzyme System from Pinus Radiata Seedlings
- 作者
- OSVALDO CORI
- 单位
- Laboratory of General Biochemistry (Faculty of Chemistry and Pharmacy) and Department of Chemistry (Faculty of Sciences), University of Chile, Santiago, Chile
- 杂志
- Archives of Biochemistry and Biophysics（1969）
- DOI
- 10.1016/0003-9861(69)90558-x
- 所属领域
- 天然产物生物合成
- 关键词
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解决的核心问题
验证顺式异构体橙花基焦磷酸（NPP）是否比反式牻牛儿基焦磷酸（GPP）更有效地作为环状单萜（如α-蒎烯、β-蒎烯）的生物合成前体
研究策略
利用Pinus radiata幼苗的可溶性酶系统，以2-14C标记的NPP、GPP及其单磷酸酯为底物进行体外孵育，通过气相色谱和薄层色谱分离检测产物放射性
核心内容
该研究利用辐射松幼苗的可溶性酶系统，在体外比较了顺式异构体橙花基焦磷酸（NPP）与反式牻牛儿基焦磷酸（GPP）作为环状单萜前体的效率。以2-14C标记的底物进行孵育，通过气相色谱和薄层色谱分离检测产物放射性。结果显示，NPP底物产生的放射性标记α-蒎烯和β-蒎烯回收量分别占加入放射性的0.6%，在pH 7.8下二者分别收集到210和239 cpm，而GPP仅为49和31 cpm；pH 6.0时差异同样明显。薄层色谱中NPP在烃类斑点产生360 cpm，GPP仅45 cpm。单磷酸酯（GP或NP）作为底物时无放射性出现在烃类区域，仅以相应醇回收。该工作首次在酶学水平证明NPP可被转化为环状单萜烯烃，而单磷酸酯无活性，支持了顺式异构体在环化单萜合成中的优先角色。不过，磷酸酶活性大量水解焦磷酸底物导致产量偏低，若能去除磷酸酶或可积累更多产物。
创新点
首次在酶学水平证明NPP可被转化为环状单萜烯烃，而单磷酸酯无活性，支持了cis异构体在环化单萜合成中的角色
研究对象（2）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Pinus radiata seedlings（辐射松幼苗） | 单萜生物合成 | — | 可溶性酶系统（含环化酶/萜烯合成酶） | 催化 | 可将NPP转化为α-和β-蒎烯，对GPP活性较低 |
| Pinus radiata seedlings（辐射松幼苗） | 单萜生物合成 | — | 酸性磷酸酶 | 催化 | 水解NPP/GPP为nerol/geraniol，导致烃类产量降低 |
关键发现
- ['以2-14C NPP为底物时，放射性标记的α-蒎烯和β-蒎烯的回收量占加入放射性的0.6%
- 在pH7.8下，α-蒎烯收集到210 cpm/tube，β-蒎烯239 cpm/tube（NPP），而GPP仅为49和31 cpm/tube', 'pH6.0时，NPP生成的α-蒎烯为86 cpm/tube，β-蒎烯179 cpm/tube
- GPP为33和29 cpm/tube', '当NPP为底物时，96%的戊烷提取物放射性以nerol形式回收
- GPP为84%以geraniol形式回收', '单磷酸酯（GP或NP）作为底物时，没有放射性出现在烃类区域，只以相应醇回收', '薄层色谱实验中，NPP底物产生360 cpm在烃类斑点，GPP只有45 cpm
- 而醇斑点分别有16,000和27,000 cpm']
研究结论
结果表明NPP是环状单萜烯烃（α/β-蒎烯）的优先前体，GPP作用较弱，单磷酸酯无活性；但磷酸酶活性水解大量焦磷酸底物导致产量低，进一步去除磷酸酶或可积累更多产物