芥子油苷代谢图解 共11页
1
thiohydroximate
desulfoglucosinolate
glucosinolate
芥子油苷
脱硫芥子油苷次级修饰secondary modification G-ST ：谷胱甘肽转移酶 S-GT ：S -糖基转移酶 ST ：磺基转移酶
G-ST: glutathione-S -transferase S-GT: S -glucosyltransferase ST: sulfotransferase
图1 芥子油苷的合成途径（Wittstock U and Halkier B A, 2002）
芥子油苷代谢途径图解
④
⑤
⑥
C H3
C H3
O
HO
C
H2
OBz
H2C
H2CH CH2CH3R
OH
C
H2CH2CH3R
BzO
4-benzoyloxybutyl2-hydroxy-3-butenyl
2-benzoyloxy-3-butenyl
GS-OX
C
H3S
N OSO
3
-
Glu
R=
O
O-
Bz=
图2 芥子油苷的次级修饰（Kliebenstein D J 2001）
芥子油苷代谢图解共11页 2
芥子油苷代谢图解 共11页
3
S R O
Glu
S
R O
SO -
+
Glu
S R N C CH 3
腈epithionitriles
Oxazolidine-2-thiones
s +黑芥子酶
nitrile
唑烷-2-硫酮环硫腈
图3 芥子油苷的水解途径（Wittstock U and Halkier B A, 2002）
芥子油苷代谢图解 共11页
4
芥子油苷homomethionine dihomomethionine trihomomethionine tetrahomomethionine phenylalanine 脂肪族醛肟芳香族和吲哚族醛肟单亚甲基甲硫氨酸双亚甲基甲硫氨酸三亚甲基甲硫氨酸四亚甲基甲硫氨酸五亚甲基甲硫氨酸六亚甲基甲硫氨酸苯丙氨酸高苯丙氨酸色氨酸图4 CYP450与芥子油苷的生物合成(Wittstock & Halkier, 2002)
图5 芥子油苷合成细胞定位示意图
芥子油苷代谢图解 共11页
7
O NH 2
NH
OH
N
NH
NH
O
OH
色氨酸
吲哚-3-乙腈
吲哚芥子油苷
吲哚-3-乙酸
腈水解酶
from Chen 2001 Plant Physiology Biochemistry 39: 743-758
图6 色氨酸与芥子油苷、IAA 的合成途径的联系
芥子油苷代谢图解 共11页
8
-
-
NH 2
NH
tryptamine
OH NH
O
P O 3
OH
desulphoglucosinolate
T
r
图7 芥子油苷合成与IAA 合成途径的联系
芥子油苷代谢图解 共11页
9
thiohydroximate
NH
N
S
OH
Glu SO 3-anthranilate synthase P O 3
desulphoglucosinolate
indole glucosinolate
3
图8 芥子油苷合成与亚麻荠素（camalexin ）合成的联系
芥子油苷代谢图解 共11页
10
S-alkyl thiohydroximate
NH
N S
OH
COOH
NH
2
anthranilate
anthranilate aldoxime
(n)homomethionine
thiohydroximate
alkyl glucosinolate
coniferyl alcohol F5H
COMT
sinapaldehyde/sinapyl alcohol
syringyl lignin
sinapate esters
Lignin Flavonoids
图9 芥子油苷合成与苯丙烷途径（phenylpropanoid pathway ）的联系
芥子油苷代谢图解 共11页
11
IAN
IAA
chorismate
herbivore MeJA wounding IAA
图10 吲哚族芥子油苷合成与转录因子
芥子油苷代谢图解 共11页
12
TPR-S bata Tryptophan
Tryptamine
Indole-3-acetic acid
Indolyl Nitrilase
Glucose
s e
Serine O-Acetylserine Methionine SAT
Cgs
CbL
MS
DMSP
HMT
Spermidine
SAM-DC
Sulfate Sulfate Glutathione AHC
jasmonate
Lipase
lipoxy-genase
AOS
AOC
OPR
SAM: JA CMT +
图11 芥子油苷合成与硫代谢途径的联系
芥子油苷代谢图解 共11页
13
COOH NH 2
R COOH R OH COOH
O
R COOH
R COOH
HO
转氨基
氨基酸
2-苹果酸
3-苹果酸
异构化
CO
O R
二酮酸2-alkylmalic acid
3-alkylmalic acid
Isomerization
Transamination
2-keto acid
Oxidative
decarboxylation 链延长的二酮酸
side-chian elongated 2-keto acid
Condensation
side-chian elongated amino acid
侧链延长的氨基酸
浓缩
发生侧链延长的氨基酸一般是甲硫氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸。
氨基酸经转氨基后，形成相应的二氧酸（2-oxo acid ），接着在methylthioalkylmalate synthases （MAM ）催化下，结合乙酰辅酶A （acetyl CoA ）形成2-苹果酸（2-malic acid ）衍生物(Halkier B A and Gershenzon J, 2006)，然后改变羟基的位置，异构成3-苹果酸（3-malic acid ）衍生物，此衍生物经氧化去羧基，释放一个分子的CO 2，形成新的二氧酸（已延长一个C 链）（图）。
新二氧酸可进入下阶段的反应，形成完整的芥子油苷，也可继续进行链延长反应。
MAM-synthase。