恶臭花朵中形成二硫键酶的趋同进化：解锁花香拟态新奥秘

《SCIENCE》：Convergent acquisition of disulfide-forming enzymes in malodorous flowers

为探究赋予进化新特性的代谢和基因变化，来自日本等（文中未明确具体研究人员来自哪里）的研究人员开展了有关恶臭花朵产生挥发性化合物吸引传粉者机制的研究。他们发现二甲基二硫（DMDS）由二硫键合酶（DSS）产生，DSS 源于甲硫醇氧化酶（MTOX） ，相关研究有助于理解花香拟态新性状的趋同进化。

　　编辑总结：植物吸引传粉者的方式多种多样，有些花朵专门模拟腐肉的气味。Okuyama 等人鉴定出了在包括细辛属（Asarum）植物在内的三个植物属中，负责产生挥发性低聚硫化物的二硫键合酶（Disulfide Synthase，DSS）（见 Caputi 和 O'Connor 撰写的视角文章）。通过研究酶的功能并重建祖先遗传序列，研究人员发现，二硫键合酶可能是从一种在原核生物和真核生物中广泛保守的甲硫醇氧化酶（Methanethiol Oxidase，MTOX）基因进化而来的。在每个花卉谱系中，二硫键合酶都被独立地用于低聚硫化物的产生，而这一过程仅通过两三个氨基酸替换就能实现。这项研究为理解花香拟态背景下新性状的趋同进化提供了深刻见解。
摘要：确定赋予进化新奇性的代谢和基因变化，对于理解促进或限制性状出现的因素至关重要。研究表明，二甲基二硫（Dimethyl Disulfide，DMDS）这种能吸引腐食性传粉者的挥发性化合物，是由细辛属（马兜铃科）植物中的二硫键合酶（DSS）产生的。DSS 源自甲硫醇氧化酶（MTOX），MTOX 是一种在动植物中都保守存在的酶，类似的 DSS 酶也在另外两个植物属中独立进化出来。不同来源的 DSS 共有的三个氨基酸变化，就足以使 MTOX 和 DSS 之间发生功能转换。氨基酸变化数量少，且利用高度保守的酶，这或许能解释为什么释放 DMDS 的花朵在花香拟态植物中广泛存在。