近日,上海辰山植物园、中科院分子植物明升体育app卓越创新中心陈晓亚院士研究组研究鉴定了真核生物线粒体中辅酶Q合成途径的苯环6位羟化酶CoqF,发现CoqF广泛存在于植物、藻类、顶复动物、眼虫等类群。同时系统分析比较了真核生物两类苯环6位羟化酶CoqF和Coq7的进化和分布。该研究成果已发表于《明升体育app进展》。
辅酶Q(CoQ),又称泛醌,是一种存在于所有真核生物和部分细菌的萜苯醌类化合物,是线粒体氧化呼吸链的电子传递体,人体必需的营养成分。辅酶Q缺乏会导致严重的疾病,影响神经系统、骨骼肌、心脏、肾脏等组织和器官的功能。随着年龄的增加,成年人体内辅酶Q含量逐渐降低,此外服用他汀类药物、其他疾病等因素也会造成辅酶Q的继发性缺乏。人类可以从日常饮食中补充辅酶Q,但蔬菜、水果、谷物等植物性食物中的辅酶Q含量较低。到目前为止,植物辅酶Q合成途径还未完全解析。
该论文第一作者许晶晶博士告诉《明升官网明升体育app报》,苯环6位羟化酶是辅酶Q合成途径的倒数第二步酶。酵母和人体内催化该步反应的是二铁羟化酶Coq7,然而植物没有Coq7的同源蛋白。研究人员在模式植物拟南芥中发现一个黄素单加氧酶,能够回补大肠杆菌和酵母6位羟化酶突变株,命名为CoqF。该酶在植物中普遍存在,包括粮食作物、油料作物和蔬菜。植物缺失CoqF胚胎致死,而人的6位羟化酶Coq7可以回补植物突变体,说明二者可以相互替代。
大数据分析表明,Coq7广泛分布于真菌和动物中,也存在于其它真核生物类群,说明Coq7可能来自真核生物的共同祖先,而CoqF则主要分布在植物、绿藻和一些其他藻类中,与光合生物的演化与繁盛密切关联。
研究人员表示,由于多次发生水平转移,CoqF还存在于疟原虫、弓形虫和隐孢子虫等顶复门寄生虫中。这项成果为相关新药研发提供了靶点。
相关论文信息:http://doi.org/10.1126/sciadv.abl3594
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