12月6日，PlantPhysiology期刊在线发表了辰山植物园陈晓亚研究组丹参团队题为“A2-oxoglutaratedependentdioxygenaseconvertsdihydrofurantofuraninSalviaditerpenoids”的研究论文。该研究发现了一个2-ODD家族蛋白能够特异性催化二氢呋喃-丹参酮生成呋喃-丹参酮。
丹参酮类二萜是我国传统药用植物丹参（SalviamiltiorrhizaBurge）中主要的脂溶性活性成分，在改善冠状动脉供血、抑制血小板聚集、消炎、抑菌及抗肿瘤等方面疗效显著，同时具有抗氧化和提高耐缺氧能力等药理作用。其中的丹参酮IIA是最主要的活性化合物之一，属于松香烷型二萜醌类，且含有呋喃环结构，丹参酮ⅡA磺酸钠作为药物已经被广泛应用，对心脑血管疾病具有显著活性。丹参的资源有限，造成丹参酮的产量不能满足日益增长的临床需要。前期，丹参酮生物合成途径的研究已经有多个CYP家族蛋白的功能被鉴定，但催化丹参酮ⅡA合成的催化酶仍不清楚。
本研究中，作者通过不同鼠尾草属物种和不同组织的比较转录组分析，筛选到2-ODD家族候选基因，再通过体外酶活和RNAi转化发根等实验研究其功能。体外酶活研究发现其中一个2-ODD可催化隐丹参酮生成丹参酮IIA，命名为丹参酮IIA合酶（TIIAS）。进一步检测表明，该酶仅能识别隐丹参酮和异隐丹参酮为底物。然而，分析RNAi发根的代谢物发现，除隐丹参酮外多个二氢呋喃-丹参酮的含量都显著增加，而丹参酮IIA和丹参酮I等呋喃-丹参酮的积累均受到抑制显著低于对照。以上结果说明，TIIAS是控制二氢呋喃-丹参酮向呋喃-丹参酮转化的代谢流的关键节点，是控制丹参药用性状形成的关键酶。许多天然产物中含有呋喃环结构，且多为生物活性基团，但呋喃环的生物合成途径尚未深入阐明，本研究为天然产物中的呋喃环的形成提供了新的思路。
辰山植物园已毕业研究生宋娇娇（现就职于西湖大学）和中科院昆明植物研究所方欣副研究员为该论文共同第一作者，杨蕾研究员为该论文的通讯作者。部分研究工作与中国中医科学院中药资源中心郭娟研究员、中国科学院分子植物科学卓越创新中心李建戌副研究员、李辰意博士和加州大学河滨分校吴晟博士合作开展。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、中国科学院，以及上海市绿化和市容管理局辰山专项的资助。
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