东方泽泻中倍半萜合酶的功能表征及产物鉴定
作者:
作者单位:

广州中医药大学 中药功效成分生物合成与代谢广东工程研究中心 中医证候全国重点实验室,广东 广州 510006

作者简介:

张雪冰婷:方案设计、实验操作、数据处理、稿件写作;易润翔:数据管理、方案设计、稿件修改;林鹏杨:数据管理、实验操作、提供材料、稿件修改;章卓易:数据统计与分析、方案设计;段礼新:方案设计和指导、稿件修改。

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(32570459)


Functional characterization and product identification of sesquiterpene synthases in Alisma orientale (Sam.) Juz.
Author:
Affiliation:

State Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Syndrome, Guangdong Engineering Research Center of Biosynthesis and Metabolism of Effective Components of Chinese Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Guangdong, China

Fund Project:

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (32570459).

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    摘要:

    中药泽泻为泽泻科泽泻属多年生水生或沼生草本植物东方泽泻[Alisma orientale (Sam.) Juzep.]或泽泻(Alisma plantago-aquatica Linn.)的干燥块茎,是常用利水渗湿药,其富含萜类成分,尤以倍半萜类化合物为重要活性物质,具有抗癌、抗炎等多种药理作用。截至目前,东方泽泻倍半萜生物合成通路的研究较为匮乏,本研究旨在解析泽泻倍半萜的生物合成通路,挖掘并鉴定参与倍半萜合成的关键功能基因,为阐明泽泻药效物质基础及后续质量标志物筛选与利用提供理论依据。因此,采用转录组学和分子生物学手段,挖掘并克隆出9个具有功能的东方泽泻倍半萜合酶基因AoTPSs,通过酵母异源表达体系,鉴定其生物化学功能,证实这些基因可催化合成β-榄香烯(β-elemene)、α-石竹烯(α-caryophyllene)反式-橙花叔醇[(E)-nerolidol]、β-石竹烯(β- caryophyllene)、α-法尼烯(α-farnesene)等倍半萜类化合物。本研究为深入解析泽泻倍半萜的生物合成机制及资源开发奠定了基础。

    Abstract:

    The Chinese herbal medicine Rhizoma Alismatis is the dried tuber of Alisma orientale (Sam.) Juzep. or Alisma plantago-aquatica Linn., perennial aquatic or marsh herbaceous plants belonging to the family Alismataceae. It is a commonly used herb for inducing diuresis and eliminating dampness. It is rich in terpenoids, especially sesquiterpenoids as important active ingredients, which exhibit various pharmacological activities such as anticancer and anti-inflammatory effects. To date, studies on the sesquiterpenoid biosynthetic pathway in Alisma orientale (Sam.) Juzep. remain insufficient. This study aimed to elucidate the sesquiterpenoid biosynthetic pathway in Rhizoma Alismatis, identify and characterize key functional genes involved in sesquiterpenoid biosynthesis, and provide a theoretical basis for clarifying its pharmacodynamic material basis and the subsequent screening and application of quality markers. Therefore, employing approaches of transcriptomics and molecular biology, identified and cloned nine functional sesquiterpene synthase genes (AoTPSs) from A. orientale. Using a yeast heterologous expression system, we characterized their biochemical functions, confirming that these genes can catalyze the biosynthesis of sesquiterpenoids such as β-elemene, α-caryophyllene, (E)-nerolidol, β-caryophyllene, and α-farnesene. This study lays a foundation for in-depth elucidation of the biosynthetic mechanism and resource development of Alisma sesquiterpenoids.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

张雪冰婷,易润翔,林鹏杨,章卓易,段礼新. 东方泽泻中倍半萜合酶的功能表征及产物鉴定[J]. 生物工程学报, 2026, 42(7): 3274-3292

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  • 收稿日期:2026-01-19
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  • 在线发布日期: 2026-07-24
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