科学家们从一开始就产生了中药防风的主要活性成分

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)研究员王丽联合北京大学药学院教授叶敏团队在《自然-通信》上发表了一篇研究论文。本研究分析了呋喃色原酮在药用植物抗风中的重要生物合成途径，升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷从一开始就产生了不同的来源，并解释了呋喃色原酮在抗风中的含量远高于其他伞形科植物的原因。这项研究为呋喃色原酮的代谢工程的设计和生产铺平了道路，揭示了伞形科植物呋喃色原酮生物合成道路的进化机制。

呋喃色原酮(Furochromones)具有抗炎、抗病毒、保肝、防癌等多种药理活性，是一种重要的活性天然产物。升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷是中药防风的两种代表性呋喃色原酮。(Saposhnikovia divaricata)主要活性成分。虽然已经广泛研究了呋喃色原酮的药理活性，但其生物合成研究尚未深入，也没有研究呋喃色原酮生物合成途径中呋喃环的形成以及丰富的甲基化、糖基化、羟基化替代等生成方法。

对抗风的色原酮合成酶进行了探索和验证(SdPCS)、异戊烯基转移酶(SdPT)、前胡宁环化酶(SdPC)、氧甲基转移酶、羟化酶、糖基转移酶等，从一开始就分析了升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷的生物合成通道，这两种物质在香烟系统中从零开始合成，生成效率分别为3.82。μg/g和17.48 μg/g。

此外，研究表明，抗风中色原酮类物质的含量远高于其他伞形物种。研究得出结论，呋喃色原酮框架形成阶段的关键催化酶基因对抗风中呋喃色原酮的聚集起着决定性的作用。这种酶在抗风中有特异性，而其他伞形植物缺乏这种基因的直系同源基因，其他与这种基因属于同一系统发育支撑的近缘基因无法催化形成特征呋喃环，导致其他伞形物种无法完成前胡宁的环化步骤。这些证据解释了抗风中大量积累呋喃色原酮的遗传机制。

叶敏和王丽是论文的共同通信作者。邹建霖、中国农业科学院深圳农业基因组研究所博士后聂宝(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)是北京大学研究生的第一作者。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京自然科学基金等项目的支持。