Postęp w analizie i ewolucji szlaku naprawczego NAD u roślin

NAD (dinukleotyd β-nikotynoamidoadeninowy) jako nośnik przenoszenia elektronów (koenzym) bierze udział w wielu reakcjach redoks i jest dobrze znany przez wielu badaczy. W ścieżce procedury obsługi Preissa kwas nikotynowy (NA) i różne pochodne Na (glikozylacja, metylacja itp.) Są specyficzne dla syntezy remediacji NAD w roślinach, ale do tej pory mechanizm molekularny i funkcja fizjologiczna pochodnych NA w roślinach metabolizm nie został zgłoszony.

Wcześniejsze badania przeprowadzone przez grupę badawczą Wanga Guodonga, Instytut Genetyki i Biologii Rozwojowej Chińskiej Akademii Nauk wykazały, że modyfikacja O-glikozylacji Na może chronić komórki roślinne przed toksycznością spowodowaną nadmiernym nagromadzeniem Na podczas kiełkowania nasion oraz aktywnością NAOGT uzyskano stopniowo podczas ewolucji roślin Cruciferae, a przejęcie aktywności NAOGT zapewniło roślinom korzyści selekcyjne w celu dostosowania się do środowiska (Li i in., plant Cell, 2015）。 Ostatnio zespół Wanga Guodonga stwierdził, że w Arabidopsis nowy rodzaj N-metylotransferazy (NANMT, kod At3g53140) jest odpowiedzialny za tworzenie N-metylowanych związków kwasu nikotynowego (znanych również jako kaburbitacyna). Tymczasem modyfikacja N-metylowanego kwasu nikotynowego jest inną formą detoksykacji roślin NA. Wyniki kompleksowego analizy ewolucyjne i biochemiczne pokazują, że funkcja tej nowej N-metylotransferazy kwasu nikotynowego pochodzi z replikacji oraz funkcjonalne różnicowanie genu COMT (O-metylotransferazy kwasu kawowego), który bierze udział w biosyntezie roślinnej ligniny. Pierwotny COMT roślin zachowuje również słabą aktywność NANMT, co wskazuje, że nabycie aktywności NANMT przyczynia się do zatrzymania szlaku obsługi Preiss w genomie rośliny lądowej podczas długiej ewolucji roślin.

Wyniki badań zostały opublikowane online w Plant Physiology (DOI: 10.1104 / pp.17.00259) 22 maja. Li Wei, Zhang Fengxia i Wu Ranran z grupy badawczej Wang Guodong są współautorami tego artykułu. Projekt był wspierany przez NSFC, projekt „973” Ministerstwa Nauki i Technologii oraz Państwowego Kluczowego Laboratorium genomiki roślin. (Z Instytutu biologii genetycznej i rozwojowej, chińska akademia nauk, opracowane przez www.hsppharma.com)