我校藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭成、裴瑾教授團(tuán)隊(duì)，聚焦中藥紅花品質(zhì)形成的分子機(jī)制研究，首次利用紅花花冠原生質(zhì)體系統(tǒng)，在體內(nèi)鑒定了參與紅花紫云英苷（Astragalin）生物合成的糖基轉(zhuǎn)移酶功能，并結(jié)合體外實(shí)驗(yàn)解析了該酶的催化機(jī)理。相關(guān)研究成果以“Identification and Characterization of CtUGT3 as the Key Player of Astragalin Biosynthesis in Carthamus tinctorius L.”為題，于2023年10月23日在國(guó)際著名雜志《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一區(qū)，TOP期刊）在線發(fā)表。藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院博士后任超翔和碩士研究生奚子晴為論文共同第一作者，彭成教授、裴瑾教授和陳江副教授為共同通訊作者，西南特色中藥資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一單位。
紅花為菊科紅花屬紅花Carthamus tinctorius L.的干燥管狀花，類黃酮是其主要有效成分，其中包含兩類：一類是以羥基紅花黃色素A（HSYA）為代表的醌式查爾酮類，另一類是山柰酚及其糖苷為代表的黃酮醇類?！吨袊?guó)藥典》也將提取后的HSYA含量和酸水解后的山柰酚含量作為紅花質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。酸水解后的山柰酚含量反應(yīng)了花中山柰酚苷的總量。山柰酚苷的種類繁多，其中山柰酚-3-O-葡萄糖苷（紫云英苷）是紅花中最常見的類黃酮糖苷之一。紫云英苷存在于許多植物中，具有多種生物活性，如抗腫瘤、抗炎、抗過(guò)敏、抗氧化和抗菌活性。
在紅花中，多個(gè)參與類黃酮生物合成的功能基因已經(jīng)被克隆和分析，包括CHS、CHI、FLS和F3H。紅花中類黃酮糖苷種類繁多，但其中只有兩個(gè)糖基轉(zhuǎn)移酶UGT基因的功能得到確認(rèn)，且其功能僅在體外得到證實(shí)，因此有必要在紅花中篩選和鑒定新的糖基轉(zhuǎn)移酶。
該研究首先從不同光質(zhì)處理紅花的代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析中篩選出3個(gè)與9種類黃酮糖苷積累相關(guān)的差異表達(dá)UGT基因（CtUGT1、CtUGT2、CtUGT3）。首次用紅花花冠原生質(zhì)體在體內(nèi)證實(shí)了候選UGT的糖基化功能，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)CtUGT3過(guò)表達(dá)時(shí)，紫云英苷的含量成倍增加，其他成分含量變化不明顯。在體外，CtUGT3也表現(xiàn)出類黃酮3-OH和7-OH的糖基化活性。分子建模和定點(diǎn)突變表明，G15、T136、S276和E384是CtUGT3糖基化能力的關(guān)鍵催化殘基。這些結(jié)果表明CtUGT3具有類黃酮3-OH糖基化功能，并參與紅花中紫云英苷的生物合成。本研究為非模式植物，特別是花類藥用植物類黃酮生物合成基因的研究提供了參考。
該成果得到國(guó)家自然科學(xué)基金（82274039, U19A2010）、四川省科技廳（2021YFYZ0012-5, 2020YFN0152）、四川省自然科學(xué)基金（2023NSFSC1770）、國(guó)家中醫(yī)藥管理局（ZYYCXTD-D-202209）和成都中醫(yī)藥大學(xué)“杏林學(xué)者”科研人才培養(yǎng)計(jì)劃（BSH2023014）的支持。
全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.3c05117?ref=pdf
（供稿：藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）