本报讯 (首席记者许琦敏)上海的科学家近来有一则新发现:在众多生物体内存在的一位“清道夫”,在棉花中因为失去了“老搭档”,所以“转岗”生产棉花植株的“防御武器”——棉酚。而它所用的生产过程,居然能为小麦、玉米等农作物清除呕吐毒素。这一发现日前发表在国际知名学术期刊《自然-化学生物》上。科学家也正致力于将该方法用于土地修复、饲料肥料消毒等领域。
每个生物个体都犹如一个生命分子集聚的小社会。蛋白质、核酸、糖等分子都在这个小社会里,上演各自的生老病死,行使自己的职责使命。不同的物种,犹如不同风格与组织形式的社会,有时为适应发展,会转换自己的“岗位”。
解毒酶GLXⅠ就是最新发现的典型案例。中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚研究组发现,这种广泛存在于各种生物体内的酶,一般总在清理糖代谢产生的毒素——甲基乙二醛。在人体内,这种毒素会附着在细胞、器官的表面,将它们“糖化”,从而导致衰老、癌变。
能够识别出甲基乙二醛,是因为GLXⅠ有个亲密的合作者谷胱甘肽(GSH)。GSH会将甲基乙二醛转化成GLXⅠ能够识别的一些分子基团,再由GLXⅠ来处理。
然而,科学家在棉花里发现了一群特别的GLXⅠ (被称为SPG),它们丢失了助手GSH,所以无法清理甲基乙二醛,只能识别自己认识的分子基团,将其转化成更稳定的棉酚分子,将原本对棉花有害的代谢废物,变成棉花防御虫害的重要武器。
中国科学院院士陈晓亚介绍,这是首次发现糖代谢解毒酶能够催化植物天然产物的芳香化,“在棉花里,SPG从解毒酶变身为一类新的芳香化酶,代表了植物次生代谢途径进化的一个新特征”。
带有SPG能识别基团的分子,有不少是真菌毒素。真菌毒素是由镰刀菌、青霉菌和交链孢菌等真菌,感染植物和农作物形成的真菌次生代谢产物,会污染粮油食品、畜牧饲料和水果蔬菜等,严重影响食品安全和人畜健康。
“我们的新发现可以发展起新的生物学脱毒技术,降解真菌毒素。”陈晓亚说,这将可以为粮油、饲料的食品安全提供新的保障。