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基于酶合成法,实现高辣椒素含量的辣椒品种研究

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:辣椒素类物质是由香草基胺和C9-C11支链脂肪酸两部分组成。所以辣椒素可以利用酶通过生物合成的方法来获得,同时如果能够通过基因方法促使合成辣椒素的酶类能在辣椒中浓度增加,那么得到高辣椒素含量的辣椒品种将成为可能。

基于酶合成法,实现高辣椒素含量的辣椒品种研究

辣椒素的合成部位曾是一个颇具争议的问题,20世纪60年代,有的研究者认为种子是辣椒素的合成部位,也有的研究者认为子房隔膜上的有些腺体细胞可以分泌辣椒素。Iwai(1979)等人利用同位素示踪技术、电子密度扫描显微镜等先进研究技术或仪器对辣椒素的形成和积累部位作了详细的研究,认为辣椒素主要在果实胎座表皮细胞的液泡中形成积累,并通过子房隔膜运输到果肉表皮细胞的液泡中积累。

辣椒素类物质是由香草基胺和C9-C11支链脂肪酸两部分组成。香草基胺部分又是由芳香族氨基酸苯丙氨酸衍生而来,支链脂肪酸部分则由缬氨酸衍生而来。细胞合成辣椒素途径中目前已知参与反应的酶有苯丙氨酸裂解酶(PAL、Phenylalanine ammonialyase)、肉桂酸水解酶(CA4H、Cinnamic acid-4-hydroxylase)、对香豆酸水解酶(CA3H、p- Coumaric acid-3- hydroxylase)、咖啡酸转甲氧基酶(CAOMT、Caffeic acid-O-methyltransferase)和辣椒素合成酶(CS、Capsaiclnoid synthctase),但参与将3-甲基-4-羟基肉桂酸转化为香草醛及香草基胺的酶还有待进一步研究。其中辣椒素合成酶是辣椒素类生物中的关键酶,在辣椒素的合成反应中,辣椒素合成酶首先催化支链脂肪酸与辅酶A(COA)形成isoC10-COA 复合体,然后在ATP 和Mg2 辅因子的作用下,isoC10-COA 与香草基胺合成辣椒素,反应最适合的pH 值约为9.0。所以辣椒素可以利用酶通过生物合成的方法来获得,同时如果能够通过基因方法促使合成辣椒素的酶类能在辣椒中浓度增加,那么得到高辣椒素含量的辣椒品种将成为可能。(www.xing528.com)

但是辣椒素的合成的酚类前提物,如对香豆酸、苯丙氨酸、咖啡酸、3-甲氧基-4-羟基肉桂酸、香草醛等同时是蛋白质、生物碱、类黄酮以及木质素的合成前提,辣椒素的生物合成还存在着与其他生物合成途径竞争共同前提的问题,所以通过酶合成法制备辣椒素仍处于实验室阶段,还需要更深入的研究。

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