Но как именно растения производят эти полезные продукты, было непонятно. Теперь исследовательская группа из Университета Осаки в сотрудничестве с Национальной организацией исследований в области сельского хозяйства и пищевых продуктов (NARO), RIKEN и Университетом Чиба обнаружила жизненно важное звено в сложном биохимическом пути синтеза сапонина. Их открытие открывает путь для улучшения коммерческого производства этих ценных продуктов.
Команда недавно опубликовала исследование в Nature Communications.
Исследователи из Осакского университета Су Ён Чунг и Хикару Секи с сотрудниками НАРО (Масао Ишимото и др.), RIKEN и Университет Чиба изучали коэкспрессионную генную сеть синтеза сапонина с использованием технологий, включая клонирование генов и сравнение последовательностей, в сочетании с биохимическим анализом мутантов и генетически модифицированных растений модельного вида бобовых. Они обнаружили новый фермент в семействе CSyGT, который по структуре похож на ферменты, производящие целлюлозу в стенках растительных клеток.
Неожиданно они показали, что новый член семейства ответственен за ключевой этап синтеза сапонина, когда молекула сахара прикрепляется к тритерпеноидному остову. Это открытие бросило вызов общепринятому мнению о том, что на этом этапе, вероятно, был задействован другой класс ферментов.
Они продолжили вставку гена недавно открытого фермента CSyGT вместе с генами для других этапов биохимического пути в дрожжевые клетки.
Сконструированные клетки успешно производили глицирризин из простых сахаров, что указывает на потенциальный путь промышленного производства ценных сапонинов путем выращивания дрожжевых клеток в больших масштабах.
«Наша многопрофильная команда впервые показала, что этот тип ферментов важен для синтеза сапонинов», – говорит автор-корреспондент Тошия Муранака. "Наши результаты заполняют пробел в предыдущих знаниях, а также бросают вызов общепринятому мнению о том, как работает этот путь биосинтеза."
«Мы показали, что дрожжевые клетки могут производить глицирризин, когда мы вставляем необходимые гены растений», – объясняет Чанг. "Это открывает перспективу новых способов производства этих ценных веществ в коммерческих целях и создания совершенно новых типов сапонинов, которые могут иметь дальнейшее полезное применение в медицине или пищевой промышленности.«Секи добавляет:« Производство химикатов в клеточных культурах также снизит потребность в истощении природных растительных ресурсов и, таким образом, поможет достичь жизненно важных целей в области устойчивого развития »."