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名古屋大學的科學家進一步了解了植物如何製造一種可能具有藥用價值的普通色素。他們在《Scientific Reports》雜誌上發表了他們的研究成果。
"我們研究了黑大豆,發現了植物中最常見的花青素的一種新的生物合成前體,"名古屋大學的Kumi Yoshida說,他領導了這項研究,專門研究天然化學產品。
花青素是具有抗氧化活性的植物色素。它們負責在花朵、水果、蔬菜和根部發現的許多紅色到紫色到藍色的顏色。科學家們目前正在研究它們在治療糖尿病和肥胖症等代謝性疾病方面的藥用潛力。但到目前為止,花青素只能從植物中提取。科學家們希望能夠合成大量的純化合物,以加快對其潛在益處的研究,這就需要了解植物是如何製造花青素的。
最常見的花青素是花青素-3-O-葡萄糖苷(Cy3G)。科學家們已經對它在植物中的製造方式有了相當多的了解。然而,最近的研究卻對其部分生物合成途徑產生了懷疑。Yoshida和她的團隊研究了植物如何合成色素,並著手澄清Cy3G是如何在黑大豆中製造的。正常情況下,未成熟的種子在其豆莢中是綠色的。在兩個月的時間裡,由於Cy3G的積累,它變成了黑色。將未成熟的綠色種子暴露在光照和空氣中會加速這一過程,使其在一天內變成黑色。
來自日本名古屋大學和日本國立衛生科學研究所的科學家團隊利用這種快速轉變的特點,分析了暴露種子變色前、變色過程中和變色結束時種子中的分子含量。他們特別關注了Cy3G和另一種叫做四羥基黃連-2-烯-3-醇-O-葡萄糖苷(2F3G)的化合物,這種化合物在幾年前被另一個研究小組發現。
Yoshida和她的團隊發現,非常不成熟的純綠色種子不含有Cy3G或2F3G。然而,就在它們開始變色之前,可以在種皮中發現2F3G。隨後,Cy3G增加,2F3G隨之減少。科學家發現,最後階段的黑色種子有大量的Cy3G,但沒有2F3G。他們認為這意味著2F3G是Cy3G的前體。進一步的分析表明,2F3G向Cy3G的轉化發生在種皮的空泡中,可能不是由之前認為參與Cy3G合成的酶催化的。
該團隊下一步的目標是明確黑大豆中Cy3G合成的全部步驟,並確定這些步驟在其他植物中是否相同。
論文標題為《5,7,3,4-Tetrahydroxyflav-2-en-3-ol 3-O-glucoside, a new biosynthetic precursor of cyanidin 3-O-glucoside in the seed coat of black soybean, Glycine max》。