Recent Advances in Lignan OMT Studies
Recent Advances in Lignan OMT Studies
复制标题
DOI：
10.2488/jwrs.65.1
复制
发表时间：
2019-01
影响因子：
0.3
通讯作者：
T. Umezawa;M. Yamamura;Eiichiro Ono;A. Shiraishi;S. Ragamustari
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Umezawa;M. Yamamura;Eiichiro Ono;A. Shiraishi;S. Ragamustari
木脂素是苯基丙烷二聚体，其中苯基丙烷单元由其丙基侧链的中心碳（C8）连接。木脂素在其基本碳框架、氧化水平和芳香取代模式的化学结构上有很大的不同。（cid:9491）-芳香环上的甲基化通常是决定最终产品分布的关键。在植物的次生或特化代谢过程中，(cid:9491)-甲基化通常由(cid:9495)-腺苷- l-蛋氨酸依赖(cid:9491)-甲基转移酶（OMTs）催化。迄今为止，我们已经分离出六个编码木脂素OMTs的cdna:(cid:9479)(cid:9509)(cid:9526)(cid:9528)(cid:9516)(cid: 9521)(cid:9529)(cid:9527)(cid: 9528)(cid: 9528)(cid: 9522)(cid: 9526)(cid:9517)(cid:9529)(cid:9527) matairesinol OMT (cid:9495)(cid:9513)(cid:9527)(cid: 9521)(cid: 9521)(cid: 9517)(cid: 9517)(cid: 9512)(cid:9517)(cid:9511)(cid: 9521)(cid: 9512)(cid:9517)(cid:9511)(cid: 9521)(cid: 9521)(cid: 9521)(cid: 9517)(cid:9529)(cid: 9521) matairesinol OMT （fkmrromt）。系统发育树分析表明，CtMROMT和AsMROMT与植物OMTs形成一个小分支，包括咖啡酸(cid:9491)-甲基转移酶来自（cid:9494）（cid:9523）（cid:9527）（cid: 9544）（cid:9511）（cid:9516）（cid:9517）（cid:9522）（cid: 9522）（cid:9527）（cid: 9522）（cid: 9522）（cid: 9522）（cid: 9522）（cid: 9522）（cid:9513）（cid: 95509）（RcOMT3）和reticuline 7-(cid:9491)-甲基转移酶来自（cid:9491）(cid: 9492) (cid: 9509) (cid: 9524) (cid: 9509) (cid: 9530) (cid: 9513) (cid: 9526) (cid: 9444) (cid: 9527) (cid: 9523) (cid: 9521) (cid: 9522) (cid: 9517) (cid: 9514) (cid: 9513) (cid: 9526) (cid: 9529) (cid: 9521) (PsOMT1)。相比之下，在系统发育树上，SiOMT1和SrOMT1位于含有5-羟基松醛OMTs [CAldOMTs，咖啡酸OMTs (CAOMTs)]的进化支附近。AsTJOMT和fkmrmt位于一个小分支中，该分支与SiOMT1， SrOMT1和CAldOMTs的分支有些接近。此外，两个木脂素OMT基因（cid:9492）（cid:9516）（cid:9491）（cid:9489）（cid:9496）（cid:9461）和（cid:9492）（cid:9516）（cid:9491）（cid:9489）（cid:9496）（cid:9463），通过获得对谱系特异性木脂素结构的底物特异性而独立出现在各种木脂素生产植物中。这些关于木脂素omt的发现为进一步鉴定其他木脂素omt的编码cdna提供了有用的信息，并为了解木脂素生物合成以外的植物次生代谢的多样性和可塑性提供了线索。
Lignans are phenylpropanoid dimers, where the phenylpropane units are linked by the central carbon （C8） of their propyl side chains. Lignans vary substantially in the chemical structure of their basic carbon frameworks, oxidation levels, and aromatic substitution patterns. (cid:9491)-Methylation on the aromatic rings is often crucial in determining the final product distribution. In the secondary or specialized metabolic processes of plants, (cid:9491)-methylation is usually catalyzed by (cid:9495)-adenosyl-L-methionine-dependent (cid:9491)-methyltransferases （OMTs）. We have so far isolated six cDNAs encoding lignan OMTs : (cid:9479)(cid:9509)(cid:9526)(cid:9528)(cid:9516)(cid:9509)(cid:9521)(cid:9529)(cid:9527)(cid:9444)(cid:9528)(cid:9517)(cid:9522)(cid:9511)(cid:9528)(cid:9523)(cid:9526)(cid:9517)(cid:9529)(cid:9527) matairesinol OMT (cid:9495)(cid:9513)(cid:9527)(cid:9509)(cid:9521)(cid:9529)(cid:9521)(cid:9444)(cid:9517)(cid:9522)(cid:9512)(cid:9517)(cid:9511)(cid:9529)(cid:9521) matairesinol OMT （FkMROMT）. Phylogenetic tree analysis indicated that CtMROMT and AsMROMT formed a small clade with plant OMTs including caffeic acid (cid:9491)-methyltransferase from (cid:9494)(cid:9523)(cid:9527)(cid:9509)(cid:9444)(cid:9511)(cid:9516)(cid:9517)(cid:9522)(cid:9513)(cid:9522)(cid:9527)(cid:9517)(cid:9527) var. (cid:9527)(cid:9524)(cid:9523)(cid:9522)(cid:9528)(cid:9509)(cid:9522)(cid:9513)(cid:9509) （RcOMT3） and reticuline 7-(cid:9491)-methyltransferase from (cid:9492)(cid:9509)(cid:9524)(cid:9509)(cid:9530)(cid:9513)(cid:9526)(cid:9444)(cid:9527)(cid:9523)(cid:9521)(cid:9522)(cid:9517)(cid:9514)(cid:9513)(cid:9526)(cid:9529)(cid:9521) （PsOMT1）. By contrast, in the phylogenetic tree SiOMT1 and SrOMT1 were located closely to the clade containing 5-hydroxyconiferaldehyde OMTs ［CAldOMTs, caffeic acid OMTs （CAOMTs）］. AsTJOMT and FkMROMT were located in a small clade which is somewhat close to the clade of SiOMT1, SrOMT1, and CAldOMTs. In addition, two lignan OMT genes, (cid:9492)(cid:9516)(cid:9491)(cid:9489)(cid:9496)(cid:9461) and (cid:9492)(cid:9516)(cid:9491)(cid:9489)(cid:9496)(cid:9463), arisen independently in various lignan-producing plants via acquisition of substrate specificity for lineage-specific lignan structures. These findings on lignan OMTs provide useful information for further identification of cDNAs encoding other lignan OMTs, as well as clues to understand diversity and plasticity of plant secondary metabolism beyond lignan biosynthesis.