Diels-Alder型加合物,骨架奇特,有较好的抗炎作用,微量存在桑属植物根皮中,此类化合物的生物合成机制未见报道。前期研究表明,新鲜桑叶经过特殊的光-酶诱导处理,能大量生成Diels-Alder型加合物。本课题拟通过优化光-酶诱导条件,激活桑叶体内Diels-Alder生物合成途径,分离鉴定诱导产生的Diels-Alder型加合物,应用COX-2和5-LOX抗炎模型评价其生物活性;通过诱导前后差异蛋白组学研究,检测蛋白的差异表达,鉴定特异蛋白点,寻找Diels-Alder型加合物生物合成关键酶;通过内源NO、ROS和外源SNP、LNNA、 cPTIO的影响,阐明NO及NOS在Diels-Alder型加合物生物合成中的信号转导作用。光酶诱导Diels-Alder型加合物及其生物合成机制的研究,为提高植物体内微量活性成分含量提供了新的方法,也为合理利用药用资源,提高药材质量提供了新的思路。
mulberry leaf;Diels-Alder compound;proteomics;transcriptomics;biosynthesis mechanism
光酶诱导能够显著提高药用植物体内的次生代谢产物的含量,并能诱导产生一些新的活性化合物。桑叶(Morus alba L.)作为传统中药应用已经有一定的历史,而微量存在于桑属植物根皮中的Diels-Alder型加合物被认为是一类具有较好抗炎、抗病毒、抗菌的活性化合物。我们利用光酶诱导技术,使得桑叶中大量生成Diels-Alder型加合物,并从光诱导后的桑叶中分离得到8个化合物,其中有5个新出现的化合物与Diels-Alder型加合物有关。应用普通2-DE技术结合同位素标记绝对定量蛋白质组技术(iTRAQ)分析诱导前后的桑叶差异蛋白质,这些蛋白质的功能主要集中在光合作用、光呼吸、氨基酸合成、次生代谢、能量代谢等方面。其中与Diels-Alder型加合物生物合成途径相关的酶共有26个。这些实验结果,对从蛋白水平揭示光诱导桑叶产生Diels-Alder加合物生物合成提供帮助。对诱导前后桑叶的转录组测序,在mRNA水平研究了基因表达谱的差异。找到与Diels-Alder型加合物生物合成途径相关的有基因共有38条。通过将蛋白质组学与转录组学的结合,能初步阐明光酶诱导后,桑叶中Diels-alder型加合物生物合成的机制。此外,诱导桑叶用于家蚕抗核型多角体病毒的初步研究结果表明,饲喂诱导后桑叶能提高家蚕的抗病性。这为合理利用药材资源、提高药材质量提供了新的研究手段。