安徽农业大学宛晓春/孙俊团队揭示光激活γ-谷氨酰基转肽酶CsGGT2参与茶树体内茶氨酸水解

以下文章来源于植物与环境 PCE ，作者植物与环境 PCE

茶氨酸作为茶树体内一种重要的次生代谢物，赋予了茶叶鲜爽的口感和保健的功效，其含量是衡量茶叶品质的关键指标。茶氨酸是一种非蛋白质氨基酸，占茶叶干重的1-2%，是茶树中氮素储存的重要形式，其合成和降解是茶树氮平衡的关键途径。植物中次生代谢物的积累受到众多环境因子的调控，光是最突出的因素之一。迄今为止，光对茶树茶氨酸动态积累的研究较多，但对茶氨酸代谢的分子调控机制尚不清晰。

近日，安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春/孙俊团队在Plant, Cell & Environment 上发表了题为“γ–glutamyl–transpeptidase CsGGT2 functions as light–activated theanine hydrolase in tea plant (Camellia sinensis L.)”的研究论文，阐述了光介导茶氨酸水解酶CsGGT2参与茶氨酸降解的分子机制。

研究发现CsGGT2 基因在茶树不同组织中的表达具有明显光依赖性，且与茶氨酸的积累呈显著负相关。黑暗处理下，CsGGT2 的表达被明显抑制，但茶氨酸含量明显升高。在CsGGT2 基因上游启动子序列中存在两个关键的光响应元件G-Box，转录因子CsHY5直接结合到G-Box元件上，正向调控CsGGT2 基因的表达。为了进一步验证CsGGT2 基因的生物学功能，利用原核表达技术对CsGGT2 蛋白进行酶动力学分析和表面等离子体共振分析。结果表明CsGGT2 作为双功能蛋白，同时具有催化谷氨酰胺和乙胺合成茶氨酸以及催化茶氨酸水解生成谷氨酸和乙胺的能力，但具有明显的茶氨酸水解酶偏好性。利用烟草瞬时过表达和茶树叶片反义寡核苷酸基因沉默技术，分别在烟草细胞体内和茶树体内进一步证实CsGGT2作为被光激活的茶氨酸水解酶，参与茶树体内茶氨酸的降解。

上述结果表明光激活转录因子CsHY5促进茶氨酸水解酶CsGGT2参与茶树体内茶氨酸的降解过程，因此光可以通过调节茶氨酸水解酶CsGGT2的表达调控茶树不同组织器官中茶氨酸的动态平衡。该研究为茶园种植管理和茶叶品质提升提供了理论依据。       

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14561

本文转载自植物与环境 PCE

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！