榴莲淀粉代谢中β-淀粉酶1与歧化酶1协同降解麦芽寡糖的机制研究

【编辑推荐】本研究首次克隆并表征了榴莲(Durio zibethinus)品种"Monthong"果肉中的β-淀粉酶1(DzBAM1)和歧化酶1(DzDPE1)，揭示二者通过协同作用将淀粉降解为麦芽糖的分子机制：DzBAM1偏好切割线性寡糖(麦芽五糖至七糖)，而DzDPE1通过重构不可识别的麦芽三糖/四糖为长链底物，显著提升降解效率。该发现为热带水果采后糖分转化提供了新见解。

　　

Highlight

尽管β-淀粉酶(BAMs)和歧化酶1(DPE1s)在多种农作物和模式植物中已有研究，但作为高经济价值淀粉类园艺作物——榴莲(Durio zibethinus L.)中的BAM1和DPE1尚未被探索。本研究首次成功克隆、表达并生化表征了榴莲果肉中的DzBAM1和DzDPE1。重要的是，这项工作精确揭示了两种酶在淀粉分解代谢中的系统性协作机制：DzDPE1能将DzBAM1无法识别的底物（如麦芽三糖和部分麦芽四糖）重构为更长的优选底物，从而显著提升降解效率。亚细胞定位结果支持二者在质体中共同参与淀粉降解过程。

Discussion

榴莲果肉在成熟期大量积累淀粉，而在呼吸跃变期（伴随呼吸作用和乙烯释放增加）这些淀粉被转化为糖类。本研究旨在鉴定和表征淀粉分解代谢中的关键酶DzBAM1和DzDPE1。虽然先前研究描述了榴莲糖代谢相关基因的表达变化，但对淀粉代谢酶的特性研究仍属空白。

Conclusions

尽管BAMs和DPE1s在部分农业和模式植物中已有广泛研究，但作为富含淀粉的高经济价值园艺作物——榴莲中的BAM1和DPE1尚未被探索。本研究首次从榴莲"Monthong"品种果肉中成功克隆、表达并生化表征了DzBAM1和DzDPE1。特别值得注意的是，该研究通过精确的系统性协作机制证明：DzDPE1能够重构DzBAM1无法作用的底物（麦芽三糖和部分麦芽四糖），将其转化为更长的优选底物，从而显著增强降解效率。亚细胞定位结果证实二者共同参与质体内的淀粉降解过程。