Page 29 - 《广西植物》2023年第2期

２ 期 张华敏等: 葱属植物 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜代谢途径研究进展 ２ ２ ３

Ｓ￣丙 烯 基 半 胱 氨 酸 亚 砜 ( Ｓ￣１￣ｐｒｏｐｅｎｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ Ｍａｔｓｕｔｏｍｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ
ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ俗称异蒜氨酸ꎬｉｓｏａｌｌｉｉｎ)、Ｓ￣甲基半胱氨
酸亚砜 ( Ｓ￣ｍｅｔｈｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ 俗 称 甲 基 蒜 氨 ２ 葱属植物中 Ｓ￣烷( 烯) 基半胱氨

酸ꎬ ｍｅｔｈｉｉｎ ) 和 Ｓ￣丙 基 半 胱 氨 酸 亚 砜 ( Ｓ￣
酸亚砜的生物合成
ｐｒｏｐｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ俗称丙基蒜氨酸ꎬｐｒｏｐｉｉｎ)ꎮ
以上 ４ 种 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜是葱属植物独
特风味和药用价值的主要来源ꎮ 此外ꎬ在葱属植 ２.１ Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜的生物合成途径
物中还发现了 ３ 种低含量的 Ｓ￣烷( 烯) 基半胱氨酸 采用放射性示踪法的研究表明ꎬ葱属植物 Ｓ￣

亚砜ꎬ分别是 Ｓ￣乙基半胱氨酸亚砜( Ｓ￣ｅｔｈｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ 烷(烯)基半胱氨酸亚砜中的半胱氨酸部分主要来
ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ俗称乙基蒜氨酸ꎬｅｔｈｉｉｎ)、Ｓ￣丁基半胱氨 自谷胱甘肽中的半胱氨酸残基ꎬＳ￣烷( 烯) 基部分
酸亚砜( Ｓ￣ｎ￣ｂｕｔｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅꎬ俗称丁基蒜氨 的烯丙基、丙烯基和丙基来自缬氨酸代谢产生的

酸ꎬｂｕｔｉｉｎ) 和 环 蒜 氨 酸 ( ｃｙｃｌｏａｌｌｉｉｎ) ( Ｕｅｄａ ｅｔ ａｌ.ꎬ 甲基丙烯酸ꎬ而甲基、乙基和丁基的来源还不清楚
１９９４ꎻＫｕｂｅｃ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０００ꎻＫｕｂｅｃ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２)ꎮ 在 (Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ＆ Ｓｈａｗꎬ １９８９ꎻＥｄｗａｒｄｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９４ａ)ꎮ
上述 ７ 种 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜中ꎬ蒜氨酸、异 环蒜氨酸和异蒜氨酸是同分异构体ꎬ常温条件下
蒜氨酸和环蒜氨酸为同分异构体ꎮ 在洋葱中的环蒜氨酸很少ꎬ在加热条件下ꎬ异蒜氨
不同葱属植物因含有不同种类的 Ｓ￣烷(烯) 基 酸会大量转化为环蒜氨酸(Ｕｅｄａ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９４)ꎮ
半胱氨酸亚砜而产生不同的风味ꎮ 蒜氨酸在大蒜 目前ꎬ科学家普遍认可的葱属植物 Ｓ￣烷( 烯)
鳞茎中的含量最高ꎬ而洋葱和大葱中几乎不含蒜氨 基半胱氨酸亚砜的生物合成途径是谷胱甘肽途径
酸ꎮ 洋葱鳞茎和大葱中含量最高的是异蒜氨酸ꎬ而 (图 ２)ꎮ 在谷胱甘肽途径中ꎬ谷胱甘肽先与缬氨
韭菜 中 甲 基 蒜 氨 酸 的 含 量 最 高 ( Ｅｄｗａｒｄｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ 酸代谢的甲基丙烯酸结合生成 Ｓ￣(２￣羧丙基) 谷胱
１９９４ｂꎻＫｕｂｅｃ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０００ꎻＦｒｉｔｓｃｈ ＆ Ｋｅｕｓｇｅｎꎬ ２００６ꎻ 甘肽ꎬ之后脱去甘氨酰基生成 γ￣谷氨酰￣Ｓ￣(２￣羧丙
Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ 甲基蒜氨酸在葱属植物中 基)半胱氨酸ꎬ其中 Ｓ￣２￣羧丙基经脱羧氧化后形成
普遍存在ꎬ而丙基蒜氨酸只在部分葱属植物中检测 γ￣谷氨酰￣Ｓ￣烯丙基半胱氨酸或 γ￣谷氨酰￣Ｓ￣丙烯基
到且含量较低(Ｆｒｉｔｓｃｈ ＆ Ｋｅｕｓｇｅｎꎬ ２００６)ꎮ 半胱 氨 酸 ( Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ ＆ Ｓａｉｔｏꎬ ２０１９ꎻ Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ
１.２ Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜生物合成的中间产物 ２０２０)ꎮ γ￣谷氨酰￣Ｓ￣烯丙基半胱氨酸和 γ￣谷氨酰￣
除 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜以外ꎬ葱属植物中 Ｓ￣丙烯基半胱氨酸是可以相互转化的同分异构体ꎬ
还存在很多 Ｓ￣烷(烯) 基半胱氨酸亚砜代谢的中间 其中 Ｓ￣烯丙基和 Ｓ￣丙烯基可发生还原反应生成 γ￣
产物ꎬ 包 括 γ￣谷 氨 酰￣Ｓ￣烷 ( 烯) 基 半 胱 氨 酸 ( γ￣ 谷 氨 酰￣Ｓ￣ｎ￣丙 基 半 胱 氨 酸 ( Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ＆ Ｓｈａｗꎬ
ｇｌｕｔａｍｙｌ￣Ｓ￣ａｌｋ( ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ)、γ￣谷氨酰￣Ｓ￣烷 ( 烯) １９８９)ꎮ γ￣谷氨酰￣Ｓ￣烯丙基半胱氨酸、γ￣谷氨酰￣Ｓ￣
基半 胱 氨 酸 亚 砜 ( γ￣ｇｌｕｔａｍｙｌ￣Ｓ￣ａｌｋ ( ｅｎ) ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ 丙烯基半胱氨酸和 γ￣谷氨酰￣Ｓ￣ｎ￣丙基半胱氨酸经
ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ)、 Ｓ￣烷 ( 烯 ) 基 谷 胱 甘 肽 ( Ｓ￣ａｌｋ ( ｅｎ ) 过 Ｓ￣加氧反应和脱谷氨酰基反应后生成蒜氨酸、
ｙｌｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ)和 Ｓ￣烷( 烯) 基半胱氨酸( Ｓ￣ａｌｋ ( ｅｎ) 异蒜氨酸和丙基蒜氨酸ꎮ Ｓ￣加氧反应和脱 γ￣谷氨
ｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅ)等(Ｗｈｉｔａｋｅｒꎬ １９７６)ꎮ 这些中间产物既能 酰基反应发生的先后顺序因葱属植物种类和 Ｓ￣烷
合成 Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜ꎬ也能起到贮存氮和 (烯)基半胱氨酸亚砜种类的不同而不同ꎮ 洋葱异

硫的作用(Ｊｏｎｅｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４ꎻＲｏｓｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５)ꎮ 蒜氨酸的生物合成中 Ｓ￣加氧反应可能在脱谷氨酰
Ｓ￣烷(烯)基半胱氨酸亚砜生物合成途径中的 基反应之前( Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ＆ Ｓｈａｗꎬ １９８９)ꎻ而大蒜的
中间产物具有药用和保健功能ꎮ 大蒜中的 Ｓ￣烯丙 蒜氨酸生物合成则与洋葱的异蒜氨酸相反ꎬＳ￣加氧

基半胱氨酸不仅具有抗癌和降低胆固醇的作用ꎬ 反应发生在脱 γ￣谷氨酰基反应之后( Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ ｅｔ
还在预防和治疗阿尔茨海默症方面有应用前景 ａｌ.ꎬ ２０１５ａꎬｂ)ꎮ 甲 基 蒜 氨 酸 的 生 物 合 成 与 蒜 氨

(Ｒａｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻＮｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻＣｏｌíｎ￣Ｇｏｎｚáｌｅｚ ｅｔ 酸、异 蒜 氨 酸 和 丙 基 蒜 氨 酸 相 似 ( Ｌａｎｃａｓｔｅｒ ＆
ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎮ 另外ꎬＳ￣烯丙基半胱氨酸的立体异构 Ｓｈａｗꎬ１９８９)ꎮ 除谷胱甘肽途径外ꎬ葱属植物中还
体 Ｓ￣１￣丙烯基半胱氨酸ꎬ在预防和缓解心血管疾病 可能存在一种不经过谷胱甘肽的途径ꎬ由半胱氨
特别是高血压方面效果很好( Ｋｏｄｅｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻ 酸直接烷(烯)基化或 Ｏ￣乙酰基丝氨酸直接硫代烷