张强等
, 2011,
玳玳花咖啡酸甲基转移酶基因的电子克隆及序列分析
,
分子植物育种
Vol.9 No.14 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0014)
1103
图
2
玳玳花
CaCOMT
基因序列及推断的氨基酸
注
:
加框的氨基酸为蛋白二聚化结构域
,
下划线部分为甲基转移酶结构域
Figure 2 Nucleotide and deduced amino acid sequences of cDNA full lenth of
CaCOMT
from Citrus aurantium
Note: Boxed region indicate protein dimerisation domain; Underlined sequences indicate O-methyltransferases domain
AtCOMT
的亲缘关系最近,氨基酸之间相似性分别
为
79.7%
,
77.3%
,
76.0%
。多个
OMT
基因编码氨基
酸序列多重比对结果表明
(
图
4)
,玳玳花
COMT
具有
植物
OMTs
的
5
个保守结构域。
2
讨论
早期研究认为
COMT
甲基化主要发生在羟基肉
桂酸水平。
COMT
催化咖啡酸和
5
-羟基阿魏酸
(5
-
hydroxyferulic acid)
甲基化分别生成阿魏酸
(ferulic acid)
和芥子酸
(sinapic acid)
,芥子酸进一步
参与
S
木质素的合成
(Guo et al., 2001)
。近几年研究
表明,
COMT
催化的反应除了在肉桂酸水平进行外,
还可在醛和醇的水平上发生
(Osakabe et al., 1999; Li
et al., 2000; Dixon et al., 2001; Parvathi et al., 2001)
。
故现在认为
COMT
在木质素生物合成中催化咖啡
酸、
5
-羟基松柏醛和
5
羟基松柏醇甲基化分别生成
阿魏酸、芥子醛和芥子醇;
CCoAOMT
催化咖啡酰
CoA
甲基化生成阿魏酰
CoA
。除此之外,
COMT
还
参与了芳香化合物的合成,月季
RcOMT2
与
COMT
氨基酸具有高度的相似性,它除了可以利用咖啡酸
作为底物外,还对芳香物质
1,3,5
- 三甲基苯
(1,3,5
-
trimethoxybenzene)
合成的
3
个前体都具有一
定程度的活性
(Wu et al., 2003)
。花香物质香草素
(vanillin)
合成的最后一步酶促反应被认为是
3,4
-二
羟基苯甲醛的甲基化反应
(Pak et al., 2004)
。烟草的
I
类
COMT
对底物咖啡酸和
3,4
-二羟基苯甲醛的活性
效率相当,而
II
类
COMT
对咖啡酸没有活性,只对
3,4
-二羟基苯甲醛具有活性
(Maury et al., 1999)
。
3,4
-
二羟基苯甲醛虽然不是香草兰
(Vanilla planifolia)
COMT
的首选底物,但也能够催化
3,4
-二羟基苯甲
醛的甲基化反应
(Pak et al., 2004)
。又如,仙女扇