科学家在研究牵牛花时发现苯甲醛分子配方 有望带来改进的樱桃口味

它听起来可能并不美味，但它是一些最受欢迎的味道的关键，包括樱桃、杏仁和覆盆子。在食品工业的经济价值方面，它仅次于香兰素。

领导该团队的普渡大学农学院生物化学特聘教授Natalia Dudareva说：“苯甲醛赋予了那种令人愉快的杏仁般的香味，是许多水果香味的一部分。这种香味吸引了授粉者，除了这些水果之外，它还存在于其他植物中，包括牵牛花。”

生物化学家追踪分子配方，称为生物合成途径，制造这些化合物，并使它们被装入不同的口味，成为我们享受的产品。她解释说，当分子配方中的步骤缺失时，商业生产中就会使用自然过程之外的化学品。

Dudareva说：“当化学反应被加入以填补空白时，就会出现问题，”她也是普渡大学植物生物学中心的主任。“使用完全天然的途径来制造一种风味化合物要好得多，也安全得多，但要发现所有的步骤是很困难的。苯甲醛有一个特别令人费解的生物合成途径，而且直到现在才被完全揭示出来。”

Dudareva和她的团队研究了牵牛花的香味，发现了苯甲醛的分子配方。这项工作在《自然通讯》杂志上发表的一篇论文中作了详细介绍，有关该工艺的专利正在申请中。

Dudareva表示：“我们的目标是在植物中发现自然过程，而这一发现使一种非常重要的风味化合物成为可能。合成的替代方法是真正从植物中提取化合物，但全世界生产的苯甲醛中只有1.5%是通过这种方式获得的。”

她说，这种生物合成途径很可能被遗传到酵母或其他微生物上，以便将其纳入广泛用于食品和饮料生产的发酵过程。

论文作者、Dudareva实验室的博士后研究员黄兴琦说，研究小组发现，矮牵牛花瓣中苯甲醛的合成涉及一种由两个亚单位组成的酶，它们必须以相等的数量结合才能激活。

“直接负责的基因和苯甲醛合成所需的酶是个谜，”他说。“我们尝试了较新的技术，但还是采取了经典的方法来揭示它。”

他表示，这是因为这种酶需要两个亚基才能发挥作用，或者说是异二聚体结构，这是不常见的。

正因为如此，早期寻找单一成分的分析方法似乎失败了。他说：“我们估计了我们正在寻找的蛋白质的大小，以及我们已经了解的有关该途径的其他信息。我们并没有在这个估计范围内找到一个单一蛋白质的良好迹象。然而，我们注意到有两个大小为我们估计值一半的成分存在，我们认为也许有两个亚单位。”

进一步的蛋白质组学和遗传学测试证实了他们的想法，并揭示了所涉及的基因。他们的工作发现这些蛋白质亚单位也有一个有趣的结构。它们形成了所谓的Rossmann折叠，以已故普渡大学教授和著名结构生物学家Michael Rossmann命名。

“普渡大学一直在研究牵牛花，”Dudareva说。“这一发现是最新的。我们现在已经绘制出了几乎所有负责矮牵牛花香味化合物的基因和途径。在其中还看到体现了由一位教职员工发现并以其名字命名的结构的蛋白质，这就增加了一种特殊的联系。这很美。”