啤酒花苦味酸代谢途径解析研究取得进展

【黄河啤酒官方网站】啤酒花（Humulus lupulus L.大麻科葎草属）是啤酒酿造工业必不可少的要素，具有重要的经济价值。苦味酸和黄腐醇作为其风味物质基础在啤酒花腺体腺毛特异合成积累，有很高的药用价值和保健功能，但关于其生物合成途径的认识还知之甚少。

中国科学院遗传与发育生物学研究所王国栋研究组综合代谢组学、转录组学和生化等技术手段对啤酒花苦味酸生物合成途径进行了系统研究。在前期功能鉴定短侧链脂肪酸CoA连接酶的基础上(Molecular Plant, 2013；doi:10.1093/mp/sst004)，首先优化了可以用于膜定位异戊烯基转移酶的酵母系统，是指更有利于苦味酸代谢途径下游基因的功能鉴定和苦味酸代谢途径的重组工作。他们从啤酒花腺体腺毛特异的cDNA文库中克隆了两个可能参与苦味酸合成的异戊烯基转移酶候选基因HlPT1L和HlPT2。在优化的酵母中重组苦味酸代谢途径的结果表明同时重组表达HlPT1L和HlPT2能够高效地催化苦味酸衍生物的生成，产物包括单异戊烯基的苦味酸衍生物、脱氧α-苦味酸和β-苦味酸。同时他们还明确了PT1L和PT2的具体生化功能：PT1L催化第一步异戊烯基化反应，而PT2负责第二和第三步异戊烯基化反应。泛素介导的膜蛋白酵母双杂实验和免疫共沉淀实验表明，HlPT1L与HlPT2能够相互作用，形成异源二聚体或多聚体。这些结果首次在植物中发现了芳香类异戊烯基转移酶形成“代谢通道”，催化多步异戊烯基化反应；同时证明利用酵母系统生成啤酒花苦味酸是可行的，相关合成生物学的研究工作正在进行之中。

该研究成果于1月6日在线发表于Plant Physiology（DOI：10.1104/pp.114.253682）上。王国栋研究组的博士后李好勋、博士研究生班兆男为该文章的共同第一作者。该项目得到了国家自然科学基金委、科技部“973”项目和植物基因组学国家重点实验室的资助。