揭開果膠（pectin）合成的奧秘

圖片來源：PNAS

大家都知道植物的細胞有由纖維素與木質素所構成的細胞壁，但是一顆顆的植物細胞是怎麼連接在一起的呢？一定不會只是「堆」在一起，那樣只要一點點震動或風吹，植物體就會四分五裂了。

如果植物細胞是由無數個小盒子組成，這些小盒子們其實是透過一種特殊的黏合劑粘在一起，這種黏合劑就是所謂的中膠層（middle lamellae）。中膠層的主要成分是「果膠」（pectin），而果膠主要是由半乳糖醛酸（galacturonic acid）組成的聚合物。

不過，果膠的功能不僅讓植物的細胞堅固地連接在一起，還讓植物能夠抵抗外界環境的挑戰，比如疾病和乾旱。但是，植物如何製造出這種神奇的黏合劑呢？這正是科學家們一直在研究的問題。

最近，科學家發現了一個叫做NKS1的基因，參與了果膠的合成。NKS1是因為與纖維素合成酶以及許多果膠合成蛋白質在同時間表現而被發現。研究團隊發現，NKS1與QUA1和QUA2等果膠相關蛋白質形成一個大的果膠合成蛋白質複合體，對果膠的合成非常重要。

雖然先前的研究發現，NKS1與鹽耐受性有關；深入研究發現，NKS1不僅是果膠合成蛋白質複合體的一部分，並且對維持高基氏體的結構和功能也至關重要。nks1缺失會導致高基氏體形態異常，包括高基氏體膨脹和結構變形，對高基氏體內蛋白質和多醣的正常加工和運輸造成影響。

另外，nks1突變株的胚軸明顯短於野生種。nks1突變株在細胞黏附方面出現嚴重的缺陷，導致在進行冷凍電子顯微鏡觀察時細胞極易分離；另外研究團隊也發現nks1突變株非常容易被甲苯胺藍（toluidine blue）染色，顯示組織的完整性不足。

這項研究讓我們瞭解了植物如何建造和維護自己的身體。透過理解這些微觀的生物學過程，我們發現了植物世界裡微小卻至關重要的秘密，讓我們對自然的奇妙和複雜有了更深的理解和欣賞。

參考文獻：

Lathe RS, McFarlane HE, Kesten C, Wang L, Khan GA, Ebert B, Ramírez-Rodríguez EA, Zheng S, Noord N, Frandsen K, Bhalerao RP, Persson S. NKS1/ELMO4 is an integral protein of a pectin synthesis protein complex and maintains Golgi morphology and cell adhesion in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Apr 9;121(15):e2321759121. doi: 10.1073/pnas.2321759121. Epub 2024 Apr 5. PMID: 38579009.

留言

這個網誌中的熱門文章

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

《後宮甄嬛傳》之夕顏是什麼？

在《後宮甄嬛傳》第十七集，甄嬛溜出七夕夜宴，在桐花台遇到果郡王，結果討論起桐花台上的小花。截圖取自八大電視YouTube頻道根據甄嬛所說，這小花名叫牽牛花，看花的顏色也的確是（雖然很明顯是假花，這讓人很不滿）；接著果郡王就說，這花另外還有個名字叫做「夕顏」。這一整段其實都錯了。俗名為牽牛花（ Ipomoea nil ）的植物其實又名「朝顏」（morning glory），是旋花科番薯屬的植物。朝顏是日本人對它的稱呼，因為都是早上開花，中午就謝了，所以被稱做朝顏。所以，七夕夜宴時桐花台角落的小花，既然是晚上還在開，就不可能是牽牛花（朝顏）。那麼，有沒有夕顏這種植物呢？根據網路搜尋的結果，夕顏可能是葫蘆花（瓠瓜花）。瓠瓜（ Lagenaria siceraria ）也稱為扁蒲，總是在傍晚開花，所以就得了「夕顏」這個風雅的名稱。瓠瓜的花是白色的，所以影片裡的花也不可能是瓠瓜花。其實看影片裡的植物的型態應該是牽牛花沒錯，但是牽牛花不會在晚上開花；而夕顏也不是牽牛花，瓠瓜也不會開這樣顏色的花。《後宮甄嬛傳》的布景華麗、人物的妝容精緻，但是植物卻搞了個大烏龍；雖然菊花與牡丹都是真貨，可是這麼重要的夕顏卻完全搞錯，另外幾個荷花出場的地方也全部用了假花，真是可惜。其實中山大學的顏聖紘老師也曾指出，在第33-34集中，甄嬛請果郡王幫她捉蝴蝶，那些蝴蝶也有許多不是當地的物種。在那個時代，應該不會有洋蝴蝶出現在昌平行宮吧！ 3/8/2022：有讀者來信說，旋花科番薯屬的 Ipomoea alba 也叫做夕顏，是傍晚開花沒錯。我查了一下，如果根據英文維基百科的資料， Ipomoea alba 在中國並沒有分布；但是中文維基的資料卻說中國有。這讓我有點困擾，一般來說我比較相信英文維基的資料...不知道大家覺得呢？當然， Ipomoea alba 的花是白色或粉色的，而劇中的「夕顏」花卻是藍色的，應該不是 Ipomoea alba 。

閱讀完整內容

老葉的植物王國

搜尋此網誌