植物三萜代谢物多样性形成的催化机制

植物合成结构各异的20多万种代谢产物，其中萜类代谢物多达2万种以上。研究人员在前期工作中鉴定出粳稻帕克醇合酶（OsPS），该酶能够合成椅式-船式-椅式构象的四环三萜帕克醇。

研究组最近发现，该酶在籼稻的直系同源基因编码一个新的、多产物OSC——籼稻醇合酶（OsOS）。OsOS能够合成一种新的椅式-半椅式-椅式构象的五环三萜籼稻醇的主产物及12种不同的三萜类化合物。通过分析比较来自水稻的两个亚种及其野生近缘种的同源基因及其功能，研究人员发现绝大部分籼稻和野生稻具有OsOS的催化功能，而OsPS是粳稻驯化过程中由其近缘野生稻新产生的单功能三萜环化酶。研究人员利用分子进化分析、蛋白结构模拟、定点突变和催化功能分析，从46个多态性位点中鉴别出3个对产物的构象和结构变化具有重要影响的关键氨基酸位点。这些位点的氨基酸残基通过影响第4个氨基酸残基（Tyr 257）的空间方向，决定了产物及其构象。