理学院生物合成化学团队现有教授2名，副教授2名，实验师1名，团队长期从事喜树功能基因元件挖掘与表征工作。该研究由理学院生物资源化学专业研究生陈梦涵和生物与医药专业研究生雷明协作完成，黄乾明教授和蒲祥副教授为论文通讯作者。本研究由国家自然科学基金、四川省科技厅中央引导地方科技发展项目和四川省自然科学青年科学基金项目联合资助，研究结果以题为《Discovery of unique CYP716C oxidase involved in pentacyclic triterpene biosynthesis from Camptotheca acuminata》在植物生理生化专业期刊《Plant Physiology and Biochemistry》发表。

五环三萜是植物中最为庞大的次生代谢产物类别之一，截止目前为止，已有超过20000种三萜类成分被报道，它们在植物中主要作为化学防御性物质抵御病虫害和病原菌侵蚀。该结构骨架生源于线性前体，2,3-氧鲨烯。该前体常被折叠形成chair-chair-chair构象，并被OSC环化酶环化生成齐墩果烷型、乌苏烷型和羽扇豆烷型的五环三萜骨架。这些五环骨架随后被CYP450基因氧化修饰、糖基化修饰或酰基化修饰，由此衍生出数量庞大的五环三萜。鉴于该类别成分的生物活性，发掘并表征参与三萜合成代谢的基因显得尤为重要。

研究人员已从喜树中分离出26种三萜类成分，其中包括7种齐墩果烷型，12种乌苏烷型，4种羽扇豆烷型，说明喜树中的五环三萜类成分合成代谢旺盛。有趣地是，我们发现其中所有的齐墩果烷型和10种乌苏烷型的五环三萜均含有C28羧基，它们分别起源于前体β-和α-香树脂醇。因此我们推测，在喜树中很可能存有具有五环三萜C28位氧化功能的CYP716家族的基因，目前未见该植物中CYP716家族基因功能研究的报道。

团队从喜树基因库中挖掘出5条CYP716基因，分别被美国的Nelson教授（University of Tennessee）正式命名为CYP716C80、CYP716C81、CYP716C82、CYP716A394、CYP716A395。以4种五环三萜前体为测试底物，分别进行了CYP716A和CYP716C基因的功能表征。我们意外发现2条CYP716A基因能分别将α-香树脂醇和羽扇豆醇进行C28位的选择性氧化，3条CYP716C仅能将β-香树脂醇的C28位选择性氧化。基因表达聚类分析表明CYP716A394在喜树各部位组成性表达，CYP716A395在各部位低表达，而3条CYP716C基因呈现组织特异性分布，并在叶中富集。

团队通过整合组学与基因功能表征，揭示了喜树中独特的五环三萜合成代谢方式，即CYP716C基因通过底物特异性的方式，在齐墩果烷型五环三萜的合成代谢中发挥主体作用，而CYP716A则以底物杂泛性的方式同时参与乌苏烷型和羽扇烷型五环三萜合成代谢。本研究为全面解析喜树中五环三萜合成代谢奠定了基础。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.107929