Page 28 - 《广西植物》2023年第2期

２ ２ ２ 广 西 植 物 ４３ 卷
ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ｏｆ Ａｌｌｉｕｍꎬ ｗｈｉｃｈ ｇｉｖｉｎｇ Ａｌｌｉｕｍ ｓｐｉｃｙ ｆｌａｖｏｒ ａｎｄ ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｖａｌｕｅꎬ ａｒｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｓｕｌｆｕｒ
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ｉｎ
Ａｌｌｉｕｍ. Ｓｅｖｅｎ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｉｎ Ａｌｌｉｕｍ ｐｌａｎｔｓ. Ｔｈｅｓｅ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ
ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ ｐａｔｈｗａｙꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｙｔｏｐｌａｓｍ ｏｆ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｒｇａｎｓ
ｓｕｃｈ ａｓ ｂｕｌｂｓ ｆｏｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ. Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔꎬ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｔａｂｏｌｉｓｍ ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ
ｉｎ Ａｌｌｉｕｍꎬ ｗｈｉｌｅ ｆｅｗ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ. Ｏｎｌｙ ｔｗｏ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅｓꎬ γ￣
ｇｌｕｔａｍｙｌ ｔｒａｎｓｐｅｐｔｉｄａｓｅ (ＧＧＴ) ａｎｄ ｆｌａｖｉｎ￣ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｍｏｎｏｏｘｙｇｅｎａｓｅ (ＦＭＯ)ꎬ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｌｅｖｅｌ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｓｕｌｆｕｒ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ. Ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ
ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ￣ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓꎬ ｔｈｅ
ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｏｆ ｃｙｓｔｅｉｎｅ ａｎｄ ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｍａｙ ａｌｓｏ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ
Ｓ￣ａｌｋ( ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ. Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｏｍｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｇｅｎｏｍｉｃｓꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃｓ ａｎｄ
ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ａｌｌｉｕｍ ｐｌａｎｔｓꎬ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｒｌｉｃ ｇｅｎｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ａｓｓｅｍｂｌｙꎬ ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｇｒｅａｔ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ
Ａｌｌｉｕｍ ｐｌａｎｔｓ. Ｔｗｏ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ: ｏｎｅ ｉｓ ｔｏ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｏ ｃｌｏｎｅ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ
ｋｅｙ ｅｎｚｙｍｅ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅｉｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓꎻ ａｎｏｔｈｅｒ ｉｓ ｔｏ
ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｉｎ Ａｌｌｉｕｍ ｐｌａｎｔｓꎬ ｓｏ ａｓ ｔｏ ｌａｙ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓ￣
ａｌｋ(ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ. Ｔｈｅｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ
ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ Ｓ￣ａｌｋ ( ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ ｉｎ Ａｌｌｉｕｍ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌａｖｏｒ ｏｆ Ａｌｌｉｕｍ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｒｅｅｄｉｎｇ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ａｌｌｉｕｍꎬ Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ ａｌｌｉｉｎａｓｅꎬ ｆｌａｖｏｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄꎬ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙ

葱属( Ａｌｌｉｕｍ Ｌ.) 是被子 植 物 中 最 大 的 属 之 (ａｌｌｉｉｎａｓｅ)存在于液泡中ꎮ 当细胞受到破坏时ꎬ贮存
一ꎬ约 有 ９２０ 个 种 ( Ｈｅｒｄｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 最 新 在液泡中的蒜氨酸酶与细胞质中的 Ｓ￣烷(烯) 基半
ＡＰＧ ＩＶ 分 类 系 统 将 葱 属 分 在 天 门 冬 目 胱氨酸亚砜相遇ꎬ快速发生反应ꎬ形成多种挥发性
(Ａｓｐａｒａｇａｌｅｓ ) 石 蒜 科 ( Ａｍａｒｙｌｌｉｄａｃｅａｅ ) 葱 亚 科 含硫化合物ꎬ从而使葱属植物具有独特的风味和药

( Ａｌｌｉｏｉｄｅａｅ ) 葱 族 ( Ａｌｌｉｅａｅ ) 中 ( Ｔｈｅ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ 用 价 值 ( Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ＆ Ｃｏｌｌｉｎꎬ １９８１ꎻ Ｒｏｓｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ
ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｇｒｏｕｐꎬ ２０１６)ꎮ 大蒜( Ａ. ｓａｔｉｖｕｍ)、洋葱 ２００５)ꎮ Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜是葱属植物风味
( Ａ. ｃｅｐａ )、 大 葱 ( Ａ. ｆｉｓｔｕｌｏｓｕｍ )、 韭 菜 ( Ａ. 物质的前体ꎬ研究其代谢途径具有重要意义ꎮ 因
ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ)等大多葱属植物都具有独特的辛辣风 此ꎬ本研究从葱属植物中 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜

味ꎬ常被作为蔬菜、调味料、药用和观赏植物利用ꎮ 的种类、代谢途径及参与代谢的酶等方面进行概
葱属植物具有预防心血管疾病、抗氧化、抗癌护 述ꎬ以期为今后葱属植物 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜
肝、抗菌消炎、提高机体免疫能力、预防糖尿病和 的代谢途径研究提供参考ꎮ

肠胃疾病等作用( 黄晴等ꎬ２０１８ꎻ李莎莉等ꎬ２０１８ꎻ
Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ ＆ Ｓａｉｔｏꎬ ２０１９ꎻ Ｙａｍａｇｕｃｈｉ ＆ Ｋｕｍａｇａｉꎬ １ 葱属植物中 Ｓ￣烷( 烯) 基半胱氨
２０２０)ꎬ在农业和医药行业有很大的应用潜力ꎬ具
酸亚砜及其生物合成的中间产物
有重要的经济价值ꎮ
Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜(Ｓ￣ａｌｋ(ｅｎ)ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ
ｓｕｌｆｏｘｉｄｅｓ)是葱属植物特有的次生代谢产物ꎮ Ｓ￣烷 １.１ Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜
(烯)基半胱氨酸亚砜分解生成的各种挥发性含硫 目前ꎬ已从葱属植物中分离鉴定出 ７ 种 Ｓ￣烷
化合物使葱属植物具有独特辛辣风味和生物活性ꎮ (烯) 基 半 胱 氨 酸 亚 砜 ( 图 １)ꎮ Ｓｔｏｌｌ 和 Ｓｅｅｂｅｃｋ
Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜是一种非蛋白氨基酸ꎬ本 (１９４８)最先从大蒜中分离出了 Ｓ￣烯丙基半胱氨酸
身无挥发性、无刺激性气味ꎬ一般存在于细胞质中ꎬ 亚砜(Ｓ￣ａｌｌｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ俗称蒜氨酸ꎬａｌｌｉｉｎ)ꎻ
而裂 解 Ｓ￣烷 ( 烯) 基 半 胱 氨 酸 亚 砜 的 蒜 氨 酸 酶 随后ꎬＶｉｒｔａｎｅｎ 和 Ｍａｔｉｋｋａｌａ(１９５９)在洋葱中鉴定出