近日，4688美高梅集团唯一包岩课题组联合美国密歇根州立大学Dean DellaPenna教授团队，在The Plant Cell 杂志发表了题为“A family of α/β hydrolases removes phytol from chlorophyll metabolites for tocopherol biosynthesis in Arabidopsis”的研究论文，揭示了一类α/β水解酶协同调控拟南芥生育酚代谢稳态的分子机制。

生育酚（tocopherol）又称为维生素E（Vitamin E），是光合生物体产生的一类脂溶性抗氧化物，对人类健康，对维持种子寿命和提高植物对高温、高光强等非生物胁迫的应对能力起到重要调节作用。近三十多年的研究表明，叶绿素水解产生的植醇基团（phytol）是贡献于生育酚合成的最重要来源，但是参与该代谢途径的相关水解酶尚未被详细解析，是领域内亟待解决的一个重要科学问题。

图1. 叶绿素与生育酚代谢调控关系途径总览。

α/β水解酶是植物中最大也是最重要的一类水解酶，在模式植物拟南芥中就有超过600个成员，参与了包括各种化合物代谢如激素合成等多个途径。高度的基因冗余性和底物特异性阻碍了对其分子机制和生理生化功能的解析。结合进化生物学、遗传学、分子与细胞生物学及相关生理生化等手段，课题组成功锁定了两个新的α/β水解酶并命名为CLD2和CLD3，发现其与PPH、CLD1和VTE7一起通过水解叶绿素及其中间代谢物，并控制这些基因在不同组织和不同环境条件下的差异化表达，协同调控了叶绿体中生育酚的代谢稳态。该发现拓展并加深了我们对以叶绿素为代谢前体的生育酚合成途径的理解，是课题组围绕“细胞器稳态与植物环境可塑性”研究中取得的阶段性成果，对全面揭示叶绿素的完整代谢途径及生育酚等合成过程起到了重要推动作用，为改善农作物营养价值和提高植物环境适应能力提供了重要理论支撑。

图2. vte7 cld123pph 五突变体中叶绿素与生育酚含量的遗传关系分析。

4688美高梅集团唯一为该论文第一署名单位；学院植科系长聘教轨副教授包岩为该论文第一作者兼通讯作者；美国科学院院士、密歇根州立大学荣休教授Dean DellaPenna为该论文共同通讯作者；2022级博士研究生牛越参与了该项研究工作。本项目得到了上海市现代种业协同创新中心、上海市科委和农委等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koaf021