向光素（phototropin）與類胡蘿蔔素合成有關

身為光合自營生物，植物一定要能夠密切地監控環境中的光是否適合生存。這包括了光的品質（是否含有它需要的波長）、光的亮度與光照射的方向。因此，植物具有許多不同的光受器（photoreceptor）：負責偵測紅光/紅外光的光敏素（phytochrome）、負責感應長波紫外光/藍光的隱花色素（cryptochrome）、負責感應短波紫外光的UVR8以及負責感應長波紫外光/藍光並偵測光照射方向的向光素（phototropin）。

與光敏素及隱花色素相同，向光素具有蛋白質激酶（protein kinase）活性（見上圖的kinase domain）。另外很特別的是，所有的向光素都有兩個LOV 結構域（LOV domain）：過去的研究發現，所有具有這個結構域的蛋白質，幾乎都與光（light）、氧氣（oxygen）與電壓（voltage）相關。在向光素中，這兩個LOV結構域與不同的發色團（chromophore）結合，並被認為與感光有關。

最近的研究發現，番茄的向光素1序列發生特定突變時，會使得番茄合成特別多的茄紅素（lycopene，類胡蘿蔔素的一種）。這個突變的位置（第495個胺基酸）很靠近向光素1的第二個LOV結構域。當這個胺基酸由原來的精胺酸（arginine）變為組胺酸（histidine）後，向光素1雖然仍然有合成，但是它會干擾正常的向光素1的活化（在遺傳學上稱為「顯性負性」dominant negative）。這個顯性負性的向光素1會使植物合成更多的茄紅素。研究團隊發現，如果以基因編輯的方法讓向光素1失去功能，這樣的突變株番茄茄紅素合成是下降的，這也就解釋了過去為何一直不知道向光素與類胡蘿蔔素的合成有關。

參考文獻：

Kilambi, H.V., Dindu, A., Sharma, K., Nizampatnam, N.R., Gupta, N., Thazath, N.P., Dhanya, A.J., Tyagi, K., Sharma, S., Kumar, S., Sharma, R. and Sreelakshmi, Y. (2021), The new kid on the block: A dominant‐negative mutation of phototropin1 enhances carotenoid content in tomato fruits. The Plant Journal. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/tpj.15206

留言

這個網誌中的熱門文章

高麗菜（cabbage）

圖片來源：維基百科小時候在家，媽媽很常做炒高麗菜。用蔥爆香或是加一點豬油渣來拌炒，是餐桌上常見的料理。但是比起空心菜（甕菜）、芹菜、韭菜等味道濃烈的菜，炒高麗菜味道可能真的太平凡了，所以沒有太多印象。大學畢業後出國唸書，發現國外的高麗菜實在太便宜了！好大一棵高麗菜（英文名稱為cabbage）才十九美分，台幣還不到十元。在生活水準高於台灣的美國，雖然學校提供獎學金，但還是常有捉襟見肘之感，一看到這麼便宜的高麗菜自然是欣喜萬分，想都不想就立刻買了一棵回家煮，卻沒想到滋味與台灣的高麗菜有雲泥之別。美國的高麗菜幾乎沒有菜味，吃起來味同嚼蠟，令人大失所望。雖說如此，但為了省錢，在國外的日子還是很常買高麗菜的。等畢業到了加州才發現，原來美國的高麗菜與台灣的是不同品系。美國的高麗菜呈圓球型，裡面的葉子很多都還是綠的；台灣的高麗菜呈橢圓球型，裡面的葉子是淺黃色。美國人其實不常吃煮熟的高麗菜，他們多半都是洗乾淨了做生菜沙拉吃。印象中美國人似乎不大喜歡味道濃烈的蔬菜，不只是高麗菜淡而無味，他們的萵苣、茄子、胡蘿蔔味道都比台灣的淡得多了。其實台灣還有味道更好的「高山高麗菜」：尖頭型的高山高麗菜，滋味比橢圓球型的平地高麗菜更好，但在高山上種植高麗菜會造成水土保持不良、導致土石流，所以還是吃平地高麗菜對環境比較友善。學名為甘藍的「高麗菜」，又名捲心菜、洋白菜、圓白菜、球白菜、大頭菜、蓮花菜、疙瘩白，古名俄羅斯菘，不論在東亞或是在歐美，都是很常見的蔬菜。原產於地中海至北海沿岸的甘藍，是十字花科蕓薹屬的二年生草本植物，從羅馬時代就是很受歡迎的蔬菜。不過當時的甘藍並沒有捲心品種，而是長得有點像小白菜的樣子。歐洲人馴化了甘藍後，發現甘藍很容易出現不同的變異，便開始育種產生了花椰菜、青花菜、結球甘藍（也就是俗稱的「高麗菜」）、球芽甘藍等變種。結球甘藍大約在十三世紀時出現，十六世紀時傳入北美洲與中國大陸，再輾轉傳入台灣。結球甘藍在台灣最早的紀錄可能是康熙、乾隆年間出版的《台灣府志》，裡面把它稱為「番芥藍」。最近有一篇關於結球萵苣（或稱為捲心）的研究，發現結球萵苣是因為 LsKN1 這個基因遭到一個類CACTA轉位子（CACTA-like transposon）的插入，使它以不完整的形式高度表現後，轉而去抑制另一個基因 LsAS1 的啟動子，造成 LsAS1 基因...

閱讀完整內容

關於蕃薯，你知道你吃的是什麼品種嗎？

蕃薯（ Ipomoea batatas ）從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料，最後在養生的風潮下，再度躍上餐桌，成為美食，可有人關心過，我們吃的蕃薯是什麼品種嗎？圖片來源：農委會上面這張照片裡的蕃薯，中間的TN57與TN66，就是台農57號與台農66號，是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔！台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種（Nancy hall）雜交育成。它黃皮黃肉，目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟，適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四～十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去，協助他們解決糧食問題呢！至於台農66號呢，就是所謂的紅心蕃薯啦！台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出，1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣，幾乎全年皆可栽種，秋冬作五個月可收穫，春夏作四個月就可以收穫囉！最右邊的台農73號，就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦！它是在1990年以台農62號（♂）x清水紫心（♀）雜交後，在2002年選拔出優良子代CYY90-C17，並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色，所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素，具抗氧化功用。至於常吃的蕃薯葉，則是以桃園2號與台農71號為主，這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃，而且莖葉不易倒伏，方便農民採收喔！如果您愛吃的是蕃薯的加工食品，如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥，其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔！參考文獻：蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。行政院農委會。甘藷主題館。

閱讀完整內容

吃太多光果甘草（liquorice）會有不良作用

光果甘草。圖片來源：維基百科。光果甘草（liquorice， Glycyrrhiza glabra ）又稱為洋甘草，為豆科甘草屬下的一個種，在中國、西亞與南歐都有分布。一般人們會取它的根來製作糖果，在歐美蠻受歡迎的。英文名稱liqurice來自於希臘文的 glycyrrhiza ，意思就是「甜的根」：「 glukus 」意為「甜」，「 rhiza 」意為「根」。它也是中藥甘草的一種，乾燥的根及根莖性味偏涼，加工（蜜炙）後則性味偏溫，各有不同功效。光果甘草除了可以用來製作糖果，也用於傳統醫學與草藥學。但是光果甘草含有甘草酸（Glycyrrhizin 或 glycyrrhizic acid），如每日每公斤體重服用超過2毫克（2 mg/kg/day）可導致低血鉀、血壓上升、肌肉無力等症狀。最近發表在《新英格蘭醫學雜誌》上的一篇文章提到，一位54歲的建築工人，因為每天吃一包半的光果甘草糖，連吃了幾個星期，結果死於突發的心臟驟停（cardiac arrest）。醫師認為他的死亡與甘草酸有關。甘草酸是一種皂素（saponin），屬於植物的次級代謝物，由一分子的甘草次酸（glycyrrhetinic acid）與兩分子的葡萄糖醛酸（Glucuronic acid）組成。甘草糖。圖片來源：維基百科。雖然醫師認為他的死亡與食用大量的甘草糖脫不了關係，但醫師也注意到死者的飲食並不健康。他一向吃很多糖，只是最近幾週改吃甘草糖。光果甘草與中藥的甘草（ G. uralensis ）是近親，兩者同屬不同種。中藥的甘草也含有甘草酸，幸好華人文化裡並沒有把甘草做成糖果的習慣，所以應該不會發生甘草酸中毒的情形。補充：2020/10/10發現了一個影片，裡面提到這個病例以及甘草酸致死的機轉：因為甘草酸的結構跟皮質醇（cortisol）很像，所以會引發類似的效應。影片裡面提到，現在在美國要買到真的liquorice其實並不容易，大部分都是人工甘味...所以這位仁兄真的很厲害可以買到真的liquorice。 2022/04/07：最近有一篇研究報告提到，甘草酸與甘草次酸有抗癌的活性，而且還能抑制SARS-CoV2的複製。看起來很有趣，但考慮到甘草酸與甘草次酸的毒性，似乎還是要小心使用比較好。參考文獻： Case 30-2020: A 54-Year-Old ...

閱讀完整內容

老葉的植物王國

搜尋此網誌