12月8日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心陳曉亞研究組在Science Advances上，發(fā)表了題為A unique flavoenzyme operates in ubiquinone biosynthesis in photosynthesis-related eukaryotes的科研論文。該研究鑒定了真核生物線粒體中輔酶Q合成途徑的苯環(huán)6位羥化酶CoqF，發(fā)現(xiàn)CoqF廣泛存在于植物、藻類、頂復(fù)動(dòng)物、眼蟲等類群。該工作系統(tǒng)分析比較了真核生物兩類苯環(huán)6位羥化酶CoqF和Coq7的進(jìn)化與分布。
輔酶Q（coenzyme Q，CoQ），又稱泛醌（ubiquinone），是一種存在于所有真核生物和部分細(xì)菌的萜苯醌類化合物，是線粒體氧化呼吸鏈的電子傳遞體，也是人體必需的營養(yǎng)成分。輔酶Q缺乏會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，影響神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌、心臟、腎臟等組織和器官的功能。隨著年齡增加，成年人體內(nèi)輔酶Q含量逐漸降低，而服用他汀類藥物、其他疾病等因素也會(huì)造成輔酶Q的繼發(fā)性缺乏。人類可以從日常飲食中補(bǔ)充輔酶Q，但蔬菜、水果、谷物等植物性食物中的輔酶Q含量較低。目前，植物輔酶Q合成途徑尚未完全解析。
苯環(huán)6位羥化酶是輔酶Q合成途徑的倒數(shù)第二步酶。酵母和人體內(nèi)催化該步反應(yīng)的是二鐵羥化酶Coq7，而植物沒有Coq7的同源蛋白?？蒲腥藛T在模式植物擬南芥中發(fā)現(xiàn)一個(gè)黃素單加氧酶，能夠回補(bǔ)大腸桿菌和酵母6位羥化酶突變株，命名為CoqF。該酶在植物中普遍存在，包括糧食作物、油料作物和蔬菜。植物缺失CoqF胚胎致死，而人的6位羥化酶Coq7可以回補(bǔ)植物突變體，說明二者可以相互替代。
大數(shù)據(jù)分析表明，Coq7廣泛分布于真菌和動(dòng)物中，也存在于其他真核生物類群，表明Coq7可能來自真核生物的共同祖先，而CoqF則主要分布在植物、綠藻和一些其他藻類中，且多次發(fā)生水平轉(zhuǎn)移。此外，CoqF還存在于瘧原蟲、弓形蟲和隱孢子蟲等頂復(fù)門寄生蟲中，為相關(guān)新藥研發(fā)提供了靶點(diǎn)。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)及上海市綠化和市容管理局辰山專項(xiàng)的資助。上海辰山植物園等的科研人員參與該工作。
