苯甲醇的生物合成及其亚细胞区室化有助于香气的形成与水杨酸的生成

《Nature Communications》：Benzyl alcohol biosynthesis and its subcellular compartmentalization enable scent formation and salicylic acid production

　　

摘要

苄醇是一种简单的芳香醇，存在于超过半数的种子植物科中，在植物与环境的相互作用中起着重要作用，同时还是苯甲酸苄酯的前体物质，而苯甲酸苄酯则是植物激素水杨酸在苯丙氨酸依赖性生物合成途径中的中间产物。尽管苄醇非常重要，但植物中负责其生成的酶至今仍未被确定。通过结合传统的生化分析、蛋白质组学和遗传学方法，我们发现，在矮牵牛花中，有两种仅相差三个氨基酸的NADPH依赖型苯甲醛还原酶，它们负责生成苄醇及其下游衍生物——苯甲酸苄酯和水杨酸甲酯。此外，当矮牵牛茎部受到病原体感染时，苯甲醛还原酶的表达下降会显著降低水杨酸的水平。这些研究结果为苯甲醛还原酶就是通过苯甲酸苄酯中间体途径进行水杨酸生物合成过程中最后未被发现的酶提供了直接证据。另外，不同开花植物中苯甲醛还原酶同源物的亚细胞定位具有物种特异性，它们要么存在于过氧化物酶体中，要么存在于细胞质中，这表明不同物种在苯丙氨酸依赖性的水杨酸生物合成过程中采用了不同的区室组织方式。