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晋鹏

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[交流] [优秀文章推荐]青蒿素合成调控研究中取得新进展

青蒿是我国传统中草药，因其能合成用于治疗疟疾的特效成分青蒿素而闻名全球。疟疾是严重威胁人类健康的疾病，据世界卫生组织(WHO)统计，目前每年约有44万人死于疟疾，其中大部分为妇女和儿童。基于青蒿素的联合治疗法（ACTs）是WHO推荐的最佳治疗方案。因发现具有抗疟作用的青蒿素，挽救了数百万人的生命，屠呦呦教授获得了2015年诺贝尔生理或医学奖。青蒿素主要在青蒿叶片表面的分泌性腺毛中合成和积累，但青蒿中青蒿素的含量仅为其叶片干重的0.1-1%，因此提高青蒿中青蒿素含量成为全球研究的热点。

黄花蒿（Artemisia annua）可产生抗疟疾化合物青蒿素。虽然青蒿素生物合成的转录调控已得到广泛研究，但其翻译后调控，特别是蛋白质磷酸化的调控机制仍不甚清楚。该研究发现一种SnRK2家族的ABA响应激酶（AaAPK1），其可参与调节青蒿素的生物合成。酵母双杂交，双分子荧光互补及pull-down实验结果显示，AaAPK1与AabZIP1存在相互作用。ABA、干旱和NaCl处理可诱导主要在花芽和叶片中表达的AaAPK1。Phos-tag磷酸化蛋白分析表明，AaAPK1可磷酸化其自身和AabZIP1。磷酸化的AaAPK1使得 AabZIP1对青蒿素生物合成基因的转录激活活性显著增强。用Ala37替代AabZIP1中的Ser37显著抑制了其磷酸化，从而抑制了AabZIP1的转录激活活性。过表达AaAPK1使得青蒿素含量及其生物合成基因的表达水平显著升高。

该文为青蒿素生物合成的翻译后调控机制提供了新的线索。同时，该研究首次证实AaAPK1激酶基因是青蒿素生物合成代谢工程的关键候选基因。

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