研究揭示了如何制造对蜜蜂友好的柠檬苦素的苦乐参半的真相

柠檬苦素是一种植物天然产物，其复杂的化学成分已被深入研究了50多年。

最著名的柠檬苦素，印楝素，以其对蜜蜂友好和强大的抗虫作用而闻名；其他的已知对柑橘类水果是苦味的，而其他的例子如印楝素内酯正在研究药物的潜在抗癌用途。

然而，尽管有很多研究，植物如何开始制造这些有用的化学物质仍然是一个谜——直到现在。

约翰英尼斯中心和斯坦福大学的研究人员发现了一种编码这种高价值化学物质的新基因。

该团队利用基因组挖掘资源，确定了三种新的酶，它们可以产生柠檬苦素的前体melianol，从而代表了柠檬苦素生物合成的最初步骤。

由于柠檬苦素类化合物的化学结构复杂，很难化学合成这些天然产物。因此，它们的使用目前仅限于可以从植物材料中提取的物质。

了解如何制造甲醇打开了类柠檬酸代谢工程的大门，其中新发现的基因可以在植物或微生物宿主中表达。这是向柠檬苦素药物的大规模生产和抗虫作物的可能发展迈出的一步。

“如果这种工程能够实现，那么就可以开发出对昆虫具有内在抗性的作物，这可以减少作物保护对化学应用的依赖。此外，它可以为制药行业提供更多有用的柠檬苦素类似物，从而加快研究速度。第一作者Hannah Hodgson解释说，这是柠檬苦素类化合物的潜在医疗用途。

“我们的下一步是找到并鉴定将甲醇转化为柠檬苦素所需的剩余酶。这将是一个挑战，但我们相信，确定生产甲醇所需的酶是一个强有力的起点，”她补充说。

柠檬苦素是从属于桃花心木(楝科)和柑橘(芸香科)的植物中提取的。

在这里，约翰英尼斯中心的团队从热带楝科家族中鉴定出了楝树酶。斯坦福大学的一名合作者发现，柑橘测试了与冬虫夏草(甜橙)相似的基因，冬虫夏草属于不同的植物家族(芸香科)。斯坦福大学团队发现的三个基因也产生了甲醇，这表明这两个不同的植物家族共享柠檬苦素生物合成的开始。

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