研究发现皂苷合成途径关键酶

三萜类皂苷是重要的医药原料，由一个或多个糖基结合在三萜苷元上，被用于制造可的松、睾丸素、黄体酮和口服避孕药等二十几种甾体激素，也可用于制取洗涤剂、乳化剂、发泡剂、防腐剂等。许多植物都生产皂苷，但其生产路径尚不清楚。

2020年11月16日Nature Communication报道，日本大阪大学等机构的研究团队合作突破性地发现了皂苷合成中糖基化环节的重要细节，并在酵母中成功构建了生产甘草皂苷的工程化生物合成途径，为以皂素为原料的高价值产品的商业化生产铺平了道路。

之前普遍认为是UDP依赖性糖基转移酶（UDP-dependent glycosyltransferase，UGT）催化三萜苷元的糖基化，但UGT催化甘草皂苷和各种大豆皂苷C-3位的保守葡萄糖醛酸部分转移的作用尚未确定。此次，研究者突破性地发现纤维素合酶超家族衍生的糖基转移酶（cellulose synthase superfamily-derived glycosyltransferase，CSyGT）能催化三萜苷元的3-O-葡萄糖醛酸糖基化。研究者通过三种豆科植物（甘草、大豆和日本莲）的基因共表达分析，揭示了CSyGTs在皂苷生物合成中的作用，研究者还在酿酒酵母体内对CSyGTs功能进行验证。研究发现，CSyGT突变体不积累大豆皂苷，但在内质网中异位表达的CSyGTs成功地补充大豆皂苷生物合成。这一发现颠覆了以往的认知，填补了以往知识的空白。研究者还在酵母中成功构建生产了甘草皂苷的途径，开辟了通过大规模培养工程酵母细胞来工业生产有价值的皂苷的新途径。

吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2020-11-newly-enzyme-valuable-bioactive-saponins.html

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19399-0

原文标题：A cellulose synthase-derived enzyme catalyses 3-O-glucuronosylation in saponin biosynthesis