基于转录组-代谢组联合分析揭示榼藤子五环三萜合酶与黄酮糖基转移酶的生物合成功能及药用价值

本研究通过整合榼藤子（Entada phaseoloides）多组织转录组与代谢组数据，解析了其药用活性成分五环三萜和黄酮类化合物的生物合成通路。研究人员筛选出组织特异性基因EpbAS和CYP716，验证其催化2,3-氧化角鲨烯生成齐墩果酸的功能；鉴定两种黄酮糖基转移酶（UGT）的底物特异性，发现EpUGT95可介导多位置糖基化。该研究为药用植物次生代谢工程提供了关键靶点与技术策略。

　　

榼藤子作为傣药传统草本，其种子和茎皮被用于治疗风湿性关节炎、创伤出血等疾病，但活性成分的生物合成机制长期未明。尽管已完成基因组测序，五环三萜和黄酮类化合物的合成通路仍存在关键酶功能缺失。中国科学院的科研团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，通过多组学技术揭示了这一药用植物的代谢奥秘。

研究采用Illumina/Nanopore测序构建基因组，通过UPLC-MS（超高效液相色谱-质谱联用）检测7种组织的代谢物，结合RNA-Seq筛选差异表达基因。利用烟草异源表达系统验证基因功能，采用同源建模和分子对接预测EpUGT95蛋白结构。

【代谢组分析】发现榼藤子含193种萜类和105种黄酮，组织分布差异显著。茎皮中齐墩果酸衍生物富集，而黄酮苷集中于叶片。

【基因功能验证】EpbAS与EpCYP716共表达促使烟草合成齐墩果酸；UGT73家族成员催化黄酮C₃
-OH糖基化，EpUGT95可介导黄酮C₇
/C₃
双糖基化。

【结构机制】丙氨酸扫描发现EpUGT95的His²³
和Asp¹²⁹
是底物识别的关键位点。

该研究首次绘制榼藤子活性成分合成网络，阐明齐墩果酸通路限速步骤，发现新型双功能糖基转移酶。为药用植物代谢途径改造提供理论依据，对开发抗炎、抗氧化药物具有重要价值。局限在于未进行植物本体验证，后续需通过基因编辑进一步确认功能。