近日,中国农业科学院生物技术研究所作物代谢调控与营养强化创新团队系统梳理了维生素E研究的百年历程,并绘制了下个百年的发展路线图。相关综述文章发表在《植物学报(Journal of Integrative Plant Biology)》。
自1922年起,维生素E的研究已历经百年,从最初的营养学探索,发展成为连接植物生理、分子生物学和合成生物学的跨学科前沿领域。维生素E的功能涵盖抗氧化、信号转导、调节炎症、参与代谢和发育过程等方面,已广泛应用于食品、医药、化工、饲料等行业。
综述总结了近年来的重要突破:种子特异性酯酶VTE7的发现,揭示了叶绿素降解产物植醇直接回收用于生育酚合成的新途径,建立了叶绿素代谢与维生素E生物合成之间的直接桥梁。还总结了维生素E工业生产的发展进程:在维生素E的工业生产上,合成生物学正打破长期依赖化学合成的僵局,形成有效的生物合成网络,“生物-化学杂交策略”的开发与应用也显著简化了工艺并降低了碳排放,实现了全球供应的稳定与成本优化。

图1. 植物维生素E的生物合成网络及其前体来源

图2. 生物杂交法的合成途径
未来,维生素E研究将聚焦四大核心方向,(1)智能酶工程:通过计算设计提升催化效率,并且构建人工“底物通道”减少代谢损耗;(2)底盘升级: 改造微生物转运蛋白以促进产物分泌,解除胞内毒性并推动规模化生产;(3)作物改良:利用转运组学与基因编辑解析调控网络,培育抗逆、优质的作物新品种;(4)精准营养:挖掘单烯生育酚等“稀有成员”的生理功能,开发新型功能性营养产品。
生物所硕士生张睿棋为本文第一作者,张兰副研究员和王磊研究员为共同通讯作者。该研究得到了海南省院士创新平台项目和中国农业科学院创新工程项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1111/jipb.70235

